Лидирующая и отстающая цепи в процессе репликации ДНК

давайте рассмотрим как же днк себя копирует и какие участники задействованы в этом процессе по ходу рассказа я буду упоминать такие термины как три штрих конец или 5 штрих конец молекулы днк и если вам эти слова не знакомы рекомендую ознакомиться с видео опаньки параллельной структуре днк если вы его смотрели но давно быстро повторю о чем там говорилось перед вами увеличенный фрагмент днк из того самого видео когда мы говорим о концах 5 штрих и 3 штрих мы подразумеваем описание дезоксирибоза образующий часть сахара фосфатного остова вот здесь находится дезоксирибоза пятиуглеродный сахар атомы углерода которого можно пронумеровать 142 штрих 3 штрих 4 штрих и 5 штрих таким образом левая часть скажем так веревочной лестнице если смотреть на нее снизу вверх направлена от углерода 3 штрих в сторону углерода пять штрих снизу у нас будет конец 3 штрих а сверху 5 штрих обратите внимание фосфат соединяется с углеродом 3 штрих дальше идет 5 штрих он соединяется с фосфатом тот снова с углеродом 3 штрих дальше снова идет 5 штрих и снова фосфат и молекула днк антипараллельно цепи идут параллельно но ориентированный в разные стороны на правой цепи углерод три штрих находится выше углерода 54 вот у нас три штрих а вот 5 штрих что мы имеем в виду говоря об аньке параллельной структуре днк 2 ее цепи идут параллельно друг другу но направлены в противоположные стороны справа конец 3 штрих будет выше конца 5 штрих это очень важно понимать чтобы в дальнейшем разобраться в принципе репликации днк днк полимераза фермент добавляющие новые нуклеотиды для наращивания цепи днк может присоединять их только к концу 3 штрих то есть на левой цепи мы сможем двигаться вот в эту сторону вниз а на правой цепи мы будем двигаться снизу вверх таким образом можно сказать что нуклеотиды могут присоединяться только концу 3 штрих или что днк может наращиваться в направлении от 5 штрих к 3 штрих если мы добавляем молекулы концу 3 штрих то движемся от 5 штрих к 3 штрих нельзя двигаться в сторону от 3 штрих к 5 4 днк полимераза не может присоединять нуклеотиды со стороны 5 штрих и так что же это такое днк полимераза давайте взглянем на эту схему где представлены различные участники процесса репликации днк справа находится цепь днк в своем можно сказать естественном не реплицировали в виде как видите здесь подписаны концы 3 штрих и 5 штрих также можно проследить куда ведет каждая цепь если этот конец 3 штрих то пройдя вдоль неё мы найдем соответствующий ему пять штрих конец вот это и вот это два конца одной цепи а если двигаться вдоль 2 цепи то вот и и второй конец слева и и 3 штрих конец а справа 5 штрих конец в прошлых видео где мы говорили об общем принципе репликации я рассказывал что основная идея заключается в том что две цепи 1 двойной спирали разделяются а затем каждой половине достраивается недостающая скажем так сторона лестнице можно представить что это у нас застежка-молния мы растягиваем ее а затем каждой стороне пристегиваем по новой застежки на самом деле все устроено гораздо сложнее такой аналогии с молнией в этом процессе участвует множество различных ферментов и других веществ и даже на этой схеме показаны не все участники этого процесса здесь обозначены лишь самые основные из них как минимум те о которых вы скорее всего услышите когда вам кто-то будет рассказывать о репликации днк и так начну я с того что напомню что обычно днк очень туго скрученных причем чем больше мы раскручиваем и и тем ту же скручивается правая сторона поэтому чтобы расстегнуть ножом молнию в первую очередь требуется фермент который раз примет эту туго свернутую спираль этот фермент называется топа из-за мира за для этого она вносит временное разрыва в цепи выпрямляет их и снова соединяет в любом случае тупо и за мира за раскручивает днк и дальше в дело вступает фермента хеликазы на самом деле он конечно не похож на синий треугольник разрезающий молекулу хеликаза устроена гораздо сложнее но так мы схематично показываем что она разрывает водородные связи между азотистыми основаниями в нашем случае справа например аденин слева тимин и хеликаза разрывает водородную связь между ними итак сначала топа и за мира за разматывает спираль затем хеликаза разделяет ее на 2 части а дальше обе образовавшихся половинки обрабатываются по-разному как я уже говорил нуклеотиды могут добавляться только в направлении от 5 штрих к 3 штрих на нашей схеме нижняя цепь будет называться лидирующей с ней все достаточно просто как видите слева у нее находится 5 4 конец значит мы можем присоеденять нуклеотиды слева направо слева у нас 5 штрих а справа три штрих чтобы процесс начался здесь нам потребуется так называемый рнк праймер его синтезирует фермент днк прайма за я поподробнее расскажу что это такое когда перейдем к отстающий цепи давайте дорисуем пусть на этом конце был синтезирован рнк праймер и увидев его фермент днк полимераза приступает к добавлению недостающих нуклеотидов со стороны 3 штрих конца это цепь называется лидирующей поскольку днк полимераза находится вот здесь следует за хеликазы опять же она конечно не похожи на аккуратный прямоугольник как на моей схеме она устроена намного сложнее 1 днк полимераза отмечено сверху и снизу у нас тоже есть днк полимераза давайте подпишем ее можно сказать что она движется за замком молнии и добавляют нуклеотиды на одну из цепей со стороны 3 штрих конца с этой цепью все понятно и у вас может возникнуть вопрос а разве не проще в другой цепи прикреплять нуклеотиды точно так же только двигаясь в сторону 3 штрих конца как видите здесь новая цепь строится с конца 3 штрих концу 5 штрих почему нельзя присоединять новые нуклеотиды точно также но в обратную сторону оказывается с этой стороны не все так просто снизу у нас новая цепь достраивается от 5 штрих сторону 3 штрих а нижняя цепь должна каким-то образом строится от конца 3 штрих в сторону 5 штрих и оказалось что нельзя просто взять и добавить нуклеотид концу 5 их как же биология выходит из этого положения на верхней цепи праймеры добавляются сразу же после разделения спирали здесь праймер изображен в виде одного нуклеотида но в действительности он состоит из нескольких нуклеотидов обычно около десятка итак здесь добавляются эти 10 нуклеотидов эту работу выполняет днк прайма за она движется по верхней цепи за замком молнии и создает рнк праймер и опять же это не один нуклеотид их как правило несколько и как только появляется рнк праймер полимераза начинает наращивать новую цепь от конца 5 штрих до 3 штрих то есть она достраивает цепочку в обратном направлении и так мы добавляем праймер и нуклеотиды достраиваются как положено от конца 5 штрих до конца 3 штрих и через какое-то время процесс повторяется днк в этом случае синтезируется фрагментами и эти фрагменты называются фрагментами оказаки поэтому верхняя цепь называется отстающий она достраивается не оптимальным путём а фрагментами оказаки да еще и в обратную сторону поэтому процесс репликации в ней отстаёт от нижней цепи затем обе цепи старое и новое соединяются при помощи фермента днк ли газы здесь не только соединяются цепи но и рнк праймер заменяется на соответствующий фрагмент днк в результате образуется реплицирования днк 2 двойных спиралей одна из них получается из отстающий цепи а вторая из лидирующей спасибо что посмотрели наше видео надеемся что вам понравилось поддержите наш проект подпиской и посмотрите остальные видео из этой темы