Глава 38. Организация и репликация ДНК

Дарил Греннер

ВВЕДЕНИЕ

ДНК прокариотических организмов взаимодействует с белками, участвующими в репликации и транскрипции. У эукариотических организмов значительная часть ДНК окружена множеством различных белков. Эти белки вместе с ДНК образуют комплексную структуру — хроматин, которая обеспечивает специфический для эукариот тип регуляции экспрессии.

Генетическая информация, заключенная в ДНК хромосомы, может быть передана либо путем точной репликации, либо с помощью рекомбинации, транспозиции и конверсии. Эти процессы лежат в основе изменчивости организмов, обусловливают их способность к адаптации, однако они могут стать и причиной заболеваний.

Репликация ДНК — это сложный и упорядоченный процесс, идущий, как и синтез РНК, по матрице ДНК в направлении 5 - 3. Репликация ДНК в хромосоме начинается на многих участках и идет одновременно по обеим цепям. Синтез и репарация ДНК подчиняются правилам образования комплементарных пар нуклеотидов, установленных Уотсоном и Криком. Эти процессы катализируются целым рядом ферментов.

БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Мутации, появляющиеся вследствие ошибок в процессах репликации и репарации ДНК, возникают с частотой одна на 106 клеточных делений. Образование аномального продукта гена может быть результатом мутаций в его кодирующей или регуляторной области. Мутации в половых клетках передаются потомству (так называемый вертикальный перенос наследственных заболеваний). Ряд факторов, в число которых входят вирусы, химические реагенты, ультрафиолетовое излучение и ионизирующая радиация, увеличивают частоту образования мутаций. Изменения в ДНК, возникшие под влиянием этих факторов или спонтанно в соматических клетках, передаются в ряду клеточных поколений. Становится все более очевидным, что многие заболевания вероятно, большинство опухолей) обусловлены именно таким горизонтальным переносом индуцированных мутаций.