Furcă pentru replicare eukariote

Furcă Replication are o structură asimetrică în formă de Y, deoarece metoda de sinteză a ADN-ului pe „prefixului“ și „Trailing“ circuite sunt diferite. Bacteriile genomului este atât de mic, încât ADN-ul poate fi pe deplin replicate prin intermediul numai două furci de replicare. În cromozomii lanțului de ADN de mamifere de până la 50 de ori mai lungi, astfel încât replicarea completă într-un termen rezonabil, trebuie să funcționeze simultan mai multe furci de replicare. În medie, în fiecare fază S, în fiecare cromozom sunt aproximativ 100 de furci. Mecanismele de replicare a ADN-ului în eucariotele superioare a studiat mai puțin decât în ​​procariote, din cauza complexității lor mai mari. Principalele rezultate obținute pe modelul sistemului cu SV40 virus ADN. în care procesul de replicare a fost investigat în celulele umane infectate cultivate in vitro. In acest sistem, proteina virala, numita antigen T. Acesta îndeplinește mai multe funcții necesare pentru replicarea ADN-ului viral. În primul rând, este o proteină-inițiator necesară pentru inițierea replicării; În al doilea rând, are o activitate helicase ADN, adică lanț unwinds ADN replicat înainte de a rula ADN polimeraza, și, în al treilea rând antigenul T necesar pentru interacțiunea adecvată cu enzima complexe primeri ADN sitetizare (primosome). Cu toate acestea, virusul SV40 foloseste pentru a reproduce cromozomi sale de ADN sunt mici si multe dintre proteine ​​ale celulei gazdă, care permite investigarea funcționării complexului replicativ celulelor umane într-un astfel de sistem relativ simplu.

Metoda utilizată pentru prima dată, în scopul de a da seama cum de a reproduce cromozomi eucariotelor, a fost dezvoltat la începutul anilor '60. Celulele în creștere în cultură sunt incubate pe scurt în prezența H3 timidină, astfel încât ADN-ul sintetizat în timpul acestei okazalps perioadă vysokoradiaktivnoy. Celulele au fost apoi lizate ușor și ADN-ul lor este aplicată pe suprafața sticlei prin întindere posibilă moleculă. Sticla acoperită cu emulsie fotografică și sinteza ADN detectate prin autoradiografie. Deoarece timpul de incubare cu timidină marcată radioactiv este selectată astfel încât furca de replicare a avut timp să progreseze de-a lungul ADN-ului în mai multe segmente de ADN mikromeirov replicate sunt vizibile la microscop ca linii de boabe de argint, deși ADN-ul rămâne invizibil. Rezultatul unui astfel de experiment sunt autoradiografiilor în care urmele de ADN-ul replicat, a căror lungime crește odată cu prelungirea perioadei ON de H3-timidină.

Aceste experimente arată că în cromozomi furci eucariotelor de replicare a muta cu o viteză de aproximativ 50 de nucleotide pe secundă. Acest lucru este de 10 ori mai mică decât cea a bacteriilor, eventual asociate cu o mai mare dificultate în replicarea ADN-ului ambalate în cromatină.

Fiecare cromozom uman aparent constă dintr-o moleculă de ADN unic conținând aproximativ 150 Mill. Nucleotidele, deci pentru replicarea integrală a unei astfel de molecule cu furcile singură replicare ar necesita 3 000 000 secunde, adică, 800 ore! In realitate, faza S dureaza 8-10 ore. Deloc surprinzător, că metoda de autoradiografie a relevat existența multor înaintau independent furci de replicare în fiecare cromozom eucariot. În mod surprinzător diferite: se întâmplă de multe ori ca mai multe prize situate în apropiere unul de altul, în aceeași regiune de ADN, în timp ce alte zone ale aceluiași cromozom care nu conțin. Prin studierea viteza furcile de replicare și dispunerea spațială a acestora poate determina direcția de deplasare a acestora.

Aceste experimente au arătat următoarele:

1. furcile de replicare educație desemnate sunt aranjate în grupuri, care sunt numite „unități replicative“. Fiecare grup a inclus 20 la 80 de origini ale replicării. În interiorul grupului de origine de replicare distanțate unul de altul la 30 000 -300 000 de perechi de baze.

2. Pe parcursul fazei S activat nouă unitate replicative până când acesta este replicat tuturor ADN-ului.

3. În majoritatea cazurilor, furcile de replicare aranjate în perechi, o pereche de două furci se deplaseze în direcții opuse de la originea comună a replicării, formând o structură numită „bule de replicare“ sau „ochi“.

4. Unități replicative furcii de replicare a opri în mișcare atunci când se întâlnesc adiacent bușonul se deplasează în direcția opusă. Astfel, ADN-ul din această regiune a cromozomului este replicată pentru a forma doi copii complet helix.

5. De-a lungul furcile de replicare fază S se deplasează aproximativ aceeași viteză.