24.13. ДНК-полимераза получает инструкции от матрицы

ДНК-лолимераза катализирует образование фосфодиэфирной связи только в том случае, если основание очередного нуклео-тида комплементарно соответствующему основанию матричной цепи. Если же основание очередного нуклеотида не образует уотсон-криковской пары с соответствующим основанием матричной цепи, вероятность образования ковалентной связи очень низка. Следовательно, ДНК-полимераза - фермент, направляемый матрицей. Она была открыта первой из ферментов такого типа.

Ряд экспериментов доказывает, что ДНК-полимераза получает инструкции от матрицы.

1. Первым доводом в пользу этого утверждения послужил тот факт, что значительный синтез ДНК идет только в присутствии всех четырех дезоксирибонуклео-зидтрифосфатов и матричной ДНК,

2. ДНК-полимераза может включать в ДНК некоторые аналоги оснований. Например, урацил или -бромурацил может замещать тимин. Гипоксантин может замещать гуанин. Способность аналогов замещать основания высоко специфична. Согласно правилу замещения, тот или иной аналог может включаться лишь при условии, что он способен образовать уотсон-криковскую пару с основанием, комплементарным замещаемому основанию. Так, гипоксантин может замещать G (но не поскольку он образует подходящую пару оснований с цитозином.

3. Нуклеотидный состав новосинтезированной ДНК зависит от характера матрицы, а не от относительного количества четырех нуклеотидов-предшественников. Образующаяся ДНК имеет тот же нуклеотидный состав, что и двухспиральная матричная ДНК. Из этого следует, что под действием ДНК-полимеразы реплицируются обе цепи матричной ДНК.

4. Наиболее убедительным доводом служат данные о том, что ДНК фага реплицированная in vitro ДНК-полимера-зой I, полностью инфекционна. Следовательно, частота, с которой этот фермент делает ошибки, очень низка.