Prezentację przygotowali:

Paweł Grabowski

Piotr Gramowski

Grupa 3

DNA

DNA jest nośnikiem informacji

genetycznej zawartej w sekwencji

nukleotydów (kolejność w jakiej są ze

sobą połączone). Dwuniciowe DNA

występuje w postaci prawoskrętnej

spirali (helisy). Na zewnątrz znajdują

się reszty cukrowe i reszty fosforanowe,

połączone ze sobą wiązaniami

fosfodiestrowymi, zaś do wewnątrz są

skierowane zasady, które tworzą pary:

adenina z tyminą, guanina z cytozyną.

Replikacja DNA

Proces powielania cząsteczek DNA w którym biorą udział
liczne białka konieczne do realizacji poszczególnych etapów.
Replikacja jest semikonserwatywna – cząsteczki potomne są
tylko w połowie nowe, w połowie zaś są zbudowane ze starej
nici cząsteczki macierzystej. Stare nici służą jako martyce.

Replikacja u prokariontów rozpoczyna się w jednym,
ściśle określonym miejscu, zw. miejscem inicjacji
replikacji lub ori;
u eukariontów rozpoczyna się jednocześnie w wielu
miejscach. Synteza może zachodzić w obu
kierunkach z miejsca inicjacji replikacji.

Białka (enzymy) biorące udział

w replikacji DNA ( u E. Coli):

•

Helikaza – rozplata podwójną helisę DNA

•

Prymaza – syntetyzuje rejony

jednoniciowe ( startery RNA)

•

Gyraza DNA – wprowadza ujemne skręty

w helisie DNA

•

Holoenzym polimerazy III DNA–

syntetyzuje DNA

•

Holoenzym polimeraza II DNA – bierze

udział w systemach naprawczych

•

Polimeraza I DNA – usuwa startery i

wypełnia brakujące fragmenty nici DNA

•

Ligaza DNA – łączy końce DNA



Proces replikacji poprzedzony jest
przez dekondensację chromatyny
do luźnych fibryli
chromatynowych



Do przebiegu replikacji niezbędę
są również jony magnezu oraz
sam DNA. W związku z syntezą
starterowego RNA muszą być
rónież obecne wszystkie
trifosforany rybonukleozydów

Ogólny przebieg
replikacji:

•

Rozdzielenie dwóch nici DNA oraz

zabezpieczenie pojedynczej nici DNA

przed atakiem nukleaz.

•

Synteza DNA w kierunku od 5’ do 3’

nowej nici, gdyż nie ma enzymu zdolnego

do polimeryzowania DNA w kierunku

odwrotnym.

•

Zabezpieczenie przed błędami w

replikacji, poprzez sprawdzenie, czy

właściwa zasada jest dołączona do

łańcucha polinukleotydowego.

Polimeraza DNA

Głównym enzymem replikacji DNA jest polimeraza

DNA zależna od DNA. Jest to enzym syntezy

i naprawy DNA.

•

Dokonuje polimeryzacji deoksyrybonukleotydów

przez wytwarzanie wiązań fosfodiestrowych

zgodnie z regułą komplementarności zasad

azotowych na jednoniciowym matrycowym DNA

z komplementarnie przyłączonym primerem

RNA.

•

Syntezę nowej nici prowadzi zawsze w kierunku

5’ do 3’ i synteza w kierunku 3’-5’ jest

niemożliwa.

•

Wyróżniamy polimerazę I, II i III.



Polimeraza I odgrywa rolę w
naprawie i „łataniu” DNA,



Polimeraza II jej główna funkcja nie
jest dokładnie znana,



Polimeraza III jest głównym
enzymem odpowiedzialnym za
polimeryzację nowo
syntetyzowanego łańcucha DNA.

Polimerazy RNA



Polimeraza I – syntetyzuje rRNA;

zlokalizowana w jąderku.



Polimeraza II – syntetyzuje tzw. hnRNA

(mRNA); występuje w nukleoplazmie.



Polimeraza III – jej głównym

produktem jest tRNA i 5S RNA;

występuje w nukleoplazmie.



Prymaza – syntetyzuje startery RNA

na matrycy DNA, które są niezbędne

do rozpoczęcia procesu replikacji.

Etapy inicjacji:



przyłączenie sie helikaz do
odpowiednich sekwencji
inicjatorowych,



rozplatanie podwójnej helisy i
powstanie widełek replikacyjnych,



synteza starterowych odcinków
RNA przez prymazy.

Etapy elongacji:



synteza fragmentów Okazaki,
z wykorzystaniem odcinków
starterowych,



Łączenie fragmentów Okazaki w
jedną całość.

Etapy terminacji:



naprawa ewentualnych błędów,
powstałych podczas trwania procesu,



wycięcie fragmentów RNA, służących za
startery ( egzonukleazowa aktywność
polimerazy I),



łączenie odcinków Okazaki w jedną nić
przy udziale ligazy.



zakończenie syntezy nowych
nukleotydów
w odpowiednich miejscach,



zwinięcie podwójnej nici i powstanie
superspirali.



Dwu niciowe DNA najpierw rozwijany jest
przez helikazę tak by powstały widełki
replikacyjne. Pojedyncze nici DNA są
stabilizowane przez białka wiążące SSB.
Nić wiodąca jest replikowana przez
polimerazę III w kierunku 5’-3’. Synteza
drugiej nici przebiega w sposób skokowy.
Prymaza syntetyzuje krótki odcinek RNA,
który służy jako starter. Polimeraza III
dobudowuje do RNA nić DNA. Starterowy
RNA zostaje usunięty dzięki
egzonukleazowej aktywności polimerazy I
a powstała luka zostaje wypełniona przy
udziale aktywności polimeryzacyjnej tego
enzymu

Replikacja DNA u
Procariota:

1.

Utworzenie widełek replikacyjnych: helikaza

rozplata (przecina wiązania wodorowe) nici

DNA. Białka stabilizujące SSB utrzymują

‘widełki’, aby się nie złączyły.

2.

Synteza starterów -

utworzenie krótkich

cząsteczek RNA przyłączających się do

jednoniciowego DNA.

– prymaza

3.

Synteza nowej nici – polimeraza DNA III

dołącza kolejne deoksyrybonukleotydy

(od końca 5’ do 3’)

4.

Usuwanie starterów i uzupełnianie braków –

nukleaza + polimeraza DNA I

5.

Naprawa miejsc po starterach – naprawcza

polimeraza DNA II

6.

Łączenie fragmentów Okazaki – ligaza DNA.

Procariota
Eucariota



Wiele oczek
replikacyjnych



DNA nie tworzy
kompleksów z
białkami



jedno oczko
replikacyjne



DNA tworzy
kompleksy z
białkami
histonowymi