Презентация "Репликация ДНК" – проект, доклад

Репликация ДНК

ПЛАН:

История ДНК Структура ДНК (4 вопрос) Репликация ДНК (6-9 вопросы)

История ДНК

Открытие двойной спирали ДНК A. Фредерик Гриффит – Установил, что факторы болезнетворных бактерий могут трансформировать безвредные бактерии в патогенные. (Трансформирующий фактор) (1928) (1 вопрос) B. Розалинд Франклин – впервые получила рентгеновский снимок ДНК. (1952) C. Уотсон и Крик – описали структуру молекулы ДНК. (1953)

Снимок ДНК сделаный Розалинд Франклин

Структура ДНК была открыта Джэймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком в 1953 году

Они установили, что каждая молекула ДНК слагается из двух полидезоксирибонуклеиновых цепочек, спирально закрученных вокруг общей оси.

Структура ДНК

ДНК - ДезоксирибоНуклеиновая Кислота ДНК- биополимер, состоящий из 2-х полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом и образующие структуру называемую двойной спиралью Каждый нулеотид состоит из сахара (дезоксирибозы), фосфатной группы и азотистого основания

Азотистые основания делятся на два типа: пиримидиновые и пуриновые основания, называемые для краткости пиримидины и пурины. Пиримидины состоят из шестичленного кольца, а у пуринов по два конденсированных кольца: одно -пятичленное и второе-шестичленное.

ОДНА ИЗ ЦЕПЕЙ МОЛЕКУЛЫ ДНК -1С-Азотистое снование -Сложноэфирная связь: 3C либо 5С -Последовательности нуклеиновых кислот принято писать именно в таком направлении: от 5'-конца к 3’-концу. В ДАННОМ СЛУЧАЕ: АТГЦ

Комплиментарность

Полинуклеотидные цепи в ДНК соединяются водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями. G может образовывать водородную связь только с С, тогда как А специфически соединяется только с Т.

Правило Чаргафа

“Chargoff’s rule” A = T & C = G

Центральная догма

ДНК РНК белок

Матрицами могут быть только нуклеиновые кислоты!!!

Передача ген.информации благодаря созданию точной копии ДНК ДНК – единственная молекула клетки, способная к самоудвоению.

Место репликации в клеточном цикле

Репликация ДНК всегда предшествует делению клетки.

Репликация S-период (Synthesis) Интерфаза Деление

Каждая дочерняя клетка получает точную копию всей ДНК

Принципы репликации

1. Комплементарность

Комплементарность

А Т Ц Г А Ц Т Т Г А

1. Комплементарность 2. Антипараллельность

Антипараллельность

5’ 3’ матричная цепь

синтезируемая цепь

1. Комплементарность 2. Антипараллельность 3. Полуконсервативность

Полуконсервативность

Полуконсервативный

Консервативный Дисперсионный

1. Комплементарность 2. Антипараллельность 3. Полуконсервативность 4. Прерывистость

Репликон – расстояние между двумя сайтами начала репликации ori ~ 100 тыс. н.п.

У прокариот вся кольцевая молекула – один репликон

Прерывистость репликации

ДНК одной хромосомы

ori

Репликативные вилки

1. Комплементарность 2. Антипараллельность 3. Полуконсервативность 4. Прерывистость 5. Униполярность

Униполярность

Растущий конец новой цепочки – всегда 3‘!!!

3’ 5’

Молекулярная машина репликации

Репликация:

3 Этапа: Инициация (начало репликации) Элонгация (синтез цепи) Терминация (конец репликации)

Геликаза – расплетает две комплементарные цепи ДНК SSB белок– препятствует реанилингу цепей ДНК Праймаза - синтезирует короткий олигонуклеотид – праймер (РНКовый) ДНК полимераза – синтезирует комплементарную цепь ДНК на матрице одноцепочечной ДНК РНК-аза Н – удаляет РНКовый праймер Лигаза – восстанавливает фософдиэфирные связи между соседними нуклеотидами ДНК-топоизомераза – влияет на топологию ДНК

Компоненты репликационного механизма

1. Геликазы раскручивают двойную спираль

SSB ДНК-геликазы Точка Ori

ДНК- полимераза праймаза Праймер РНК

2. Праймаза синтезирует РНК-затравку (праймер)

Удаление праймера

3. ДНК-полимераза III синтезирует новую цепь ДНК 4. ДНК-полимераза I удаляет праймер и заделывает брешь

5. Лигаза – сшивает концы.

Репликативная вилка

3' 5'

Запаздывающая цепь

Лидирующая цепь

Направление движения вилки

Фрагменты Оказаки

ДНК-полимераза использует нуклеотиды в виде 5' трифосфатов

Растущий 3‘ конец цепочки

Дезокси-нуклеотид трифосфат

Построение репликационной вилки

Лидирующие цепи Отстающие цепи

Свойства ДНК-полимеразы

1. Присоединяет по одному нуклеотиду с 3‘ конца растущей цепочки. 2. Требует для начала работы спаренного 3‘ конца. 3. Отщепляет один нуклеотид назад, если он не спарен – т.е. исправляет свои ошибки.

Логически связанные свойства !

ДНК-полимераза исправляет ошибки

Если новый нуклеотид не спарен – фермент не может двигаться дальше.

Тогда он выедает неверный нуклеотид и ставит другой.

Геликаза – расплетает две комплементарные цепи ДНК SSB белок– препятствует реанилингу цепей ДНК Праймаза - синтезирует короткий олигонуклеотид – праймер (РНКовый) ДНК полимераза – синтезирует комплементарную цепь ДНК на матрице одноцепочечной ДНК РНК-аза Н – удаляет РНКовый праймер, либо это делает ДНК-полимераза I Лигаза – восстанавливает фософдиэфирные связи между соседними нуклеотидами ДНК-топоизомераза – влияет на топологию ДНК

Скорость репликации ДНК

У прокариот – 1000 нуклеотидов /сек У эукариот – 100 нуклеотидов /сек (медленнее, потому что ДНК сложно упакована – нуклеосомы и другие уровни упаковки)

Выводы по репликации ДНК

В результате репликации каждая дочерняя клетка получает точную копию всей ДНК содержавшейся в материнской клетке. ДНК всех клеток одного организма – одинаковая, как по количеству молекул, т.е. хромосом, так и по их нуклеотидному составу.

КОНЕЦ 

Доклад подготовил: Цой А.В. (1212 гр.)