Обзор

Репликация ДНК имеет три основных шага: инициирование, удлинение и прекращение. Репликация прокариот начинается, когда белки-инициаторы связываются с одним происхождением репликации (ори) на круговой хромосоме клетки. Репликация затем проходит вокруг всего круга хромосомы в каждом направлении от двух вилок репликации, в результате чего две молекулы ДНК.

Многие белки работают вместе, чтобы воспроизвести хромосому

Репликация координируется и осуществляется множеством специализированных белков. Топоизомераза разрывает одну сторону двухцепочечного остова ДНК-фосфат-сахар, позволяя спирали ДНК быстрее раскручиваться, в то время как геликаза разрывает связи между парами оснований на вилке, разделяя ДНК на две матричные нити. Белки, которые связывают одноцепочечные молекулы ДНК, стабилизируют цепи, когда репликационная вилка перемещается по хромосоме. ДНК можно синтезировать только в 5 & rsquo; до 3 & Rsquo; направление, поэтому одна нить шаблона & mdash; ведущая нить & mdash; непрерывно удлиняется, в то время как другая нить & mdash; отстающая нить & mdash; синтезируется в виде более коротких частей из 1000-2000 пар оснований, называемых фрагментами Окадзаки.

Множественные полимеразы участвуют в удлинении

Большая часть исследований для понимания репликации прокариотической ДНК была проведена на бактерии Escherichia coli , широко используемом модельном организме. Э. coli имеет 5 ДНК-полимераз: Pol I, II, III, IV и V. Pol III отвечает за большую часть репликации ДНК. Он может полимеризовать около 1000 пар оснований в секунду. Этот удивительный темп позволяет оборудованию, присутствующему на двух вилках репликации, дублировать E. coli - 4,6 миллиона пар оснований - примерно за 40 минут. ДНК-полимераза I также хорошо охарактеризована; его основная роль заключается в удалении праймеров РНК из начала фрагментов Окадзаки на отстающей цепи.

Когда деление опережает дублирование

При благоприятных условиях роста, кишечная палочка будет делиться каждые 20 минут, около половины времени, которое требуется для репликации генома. Как это возможно, когда обе клетки-дочки должны иметь свою собственную ДНК? Ученые обнаружили, что бактерии могут начать еще один раунд репликации ДНК от происхождения репликации до первого раунда завершена; это означает, что дочери клетки получают хромосомы, которая уже находится в процессе копирования и готовы разделить снова очень быстро.