Составляющие элементы процесса репликации ДНК. (Лекция 11)

- Все три полимеразы (pol I, pol II и pol III) обладают полимеризующей 5 ′ 3′ активностью и способны удлинять цепь ДНК, присоединяя к ней новые нуклеотиды.
Все три полимеразы (pol I, pol II и pol III) имеют
обратную 3′ 5′ экзонуклеазную активность, т.е. способны за собой устранять неправильно вставленные нуклеотиды и работать в обратную сторону.
ДНК pol I – единственная ДНК-полимераза, которая имеет дополнительно 5 ′ 3′ экзонуклеазную активность для удаления РНК-праймера, т.е. продвигаясь вперед,«съедать» нуклеотиды.

5′ 3′ синтез ДНК
праймер
Вновь синтезированная ДНК
Родительская нить ДНК
ДНК-полимераза III
3′ 5′ экзонуклеазная активность
Ошибочный нуклеотид
ДНК полимераза за собой убирает неправильно вставленный нуклеотид
3′
5′ 3′ экзонуклеазная активность
ДНК-полимераза I
РНК-праймер
Удаляемые нуклеотиды РНК
Общая для всех ДНК-полимераз активность
Общая для всех ДНК-полимераз активность
Специфическая для ДНК полимеразы I активность

Матричная цепь ДНК
ДНК-полимераза сделала ошибку, т.е. ошибочно вставила неправильный нуклеотид
Ошибочно вставленный нуклеотид удаляется ДНК-полимеразой
Вставляется нужный нуклотид
Нормальный синтез ДНК продолжается
Экзонуклеазная активность в направлении 3ʹ 5ʹ

Экзонуклеазная активность 5‘ 3’ ДНК-полимераза I способна гидролизовать свободный 5'-конец, расчищая себе дорогу и продолжая полимеризацию.

ДНК-полимераза III – основной фермент репликации ДНК. Он осуществляет синтез ведущей цепи ДНК и фрагментов Оказаки при синтезе запаздывающей цепи.
Это сложный фермент – состоящий из 10 субъединиц, каждая из которых имеет свою функцию.
ДНК-полимераза III

ДНК-полимераза III E. coli
′
′

ДНК-полимераза I (ДНК-полимераза Корнберга) это одна полипептидная цепь с молекулярной массой 109 кДа (тыс дальтон).
ДНК-полимераза I

5´
3´
Primase
RNA primer
Okazaki fragment
made by DNA
polymerase III
Leading strand
(continuous)
DNA polymerase I
Lagging strand
(discontinuous)
DNA ligase
Запаздывающая цепь
ДНК-полимераза I («съедает» РНК-праймер)
ДНК-лигаза
Праймаза, синтезирующая РНК-праймер (10-12 нуклеотидов)
Ведущая цепь
Фрагмент Оказаки, синтезированный ДНК-полимеразой III (1 000- 2 000 нуклеотидов)
Предыдущый РНК-праймер
РНК-праймер
Место посадки
ДНК-полимеразы III
для доращивания
РНК-праймера