Replikace = tvorba replik (kopií) molekul nukleových kyselin
zajišťující přenos genetické informace z DNA do DNA nebo
RNA do RNA
(z mateřské molekuly se vytvářejí dvě identické dceřiné molekuly)

Replikon - molekula NK obsahující ori

Tři možné způsoby replikace DNA
Semikonzervativní Konzervativní Disperzní
Rodičovská DNA
DNA po první
replikaci
DNA po druhé
generaci

Experimentální důkaz semikonzervativní replikace DNA
L H T

Směr syntézy
polynukleotidového řetězce
dNTP
Matricový
řetězec



3´-5´

Korektorská aktivita DNA-polymeázy
(,,proofreading")
3´--- 5´ exonukleázová aktivita DNA-polymerázy
počet chybně zařazených nukleotidů = 1/105
výsledný počet chybných bází = 1/109
opravy chyb
Rostoucí řetězec
templátový
řetězec
C je odštěpen 3´-5´ aktivitou
DNA-polymerázy
Změna C* na C
zruší párování s A
Nespárovaný 3´-OH
konec neumožňuje
připojení dalšího
nukleotidu
Začlenění
chybné
báze C*
Je připojen správný nukleotid

Proč je DNA syntetizována jen ve směru 5´- 3´?Vysvětlení, proč se DNA-řetězec prodlužuje ve směru 5´-3´


Asymetrie replikační vidlice

Struktura počátku replikace (oriC) u E. coli

Iniciační fáze replikace - zúčastněné proteiny
počátek replikace
AT-oblast Vazba iniciačních
proteinů na ori
Vložení DNA-
helikázy na DNA
Vazba DNA-
helikázy na
inicátorový protein
Syntéza RNA-primeru umožní
DNA-polymeáze zahájit replikaci
Helikáza otevírá DNA-helix a váže
DNA-primázu za tvorby primozomu
Replikační vidlice se pohybují
opačným směrem
DNA-polymeáza
syntetizuje vedoucí
řetězec
DNA primáza
RNA

ssb
RNA primer

Syntéza Okazakiho fragmentů a
proces jejich spojování
postupným působením enzymů:
1. DNA-polymerázy
2. Nukleázy
3. Ligázy

Pohyb replikační vidlice

Úloha podjednotek gama a beta při replikaci
2´


Nakládání DNA polymerázy na opožďující se řetězec
-komplex
-svorka


Struktura chromozomu během dělení buňky
Chromatinová
doména = replikon
ori

Struktura počátku replikace u kvasinek
Místo vazby ORC
ORC = origin recognition complex,
komplex složený z mnoha podjednotek,
vázající se na všechny počátky replikace
B1, B2, B3 = vazebná místa pro další proteiny
(odlišné pro různé počátky)
Struktura počátku replikaci u člověka
Oblasti nezbytné k zahájení replikace
Počátek replikace
Sekvence ovlivňující strukturu chromatinu v oblasti počátku replikace

Struktura počátku replikace u kvasinek
Soubor proteinů = ORIZOM
1. Vazba inciačních proteinů na
sekvenci ore (helikáza,
polymeráza atp)
2. Vazba transkripčních faktorů
a jejich interakce s proteiny v
místě ORE
3. Iniciace replikace, rozmotání
DNA v místě DUE
Různé transkripční faktory
aktivují různé počátky replikace

Počet počátků replikace u různých organismů
Rozdíly v rychlosti syntézy


Proliferační buněčný
antigen - -svorka

Odstranění primeru
Dosyntetizování DNA
provádí pol


Problém doreplikování 3´konců lineárních chromozomů

Sekvence telomer různých organismů
5´GGGTTA 3´ - 10 000 bp

Funkce telomerázy

Struktura telomerázy
Telomerázový
protein
Oblast telomerázové
RNA používaná jako
templát
Nově syntetizovaná
DNA teloméry
Aktivní místa
telomerázového
proteinu
Část telomerázy
tvořená RNA

Prodlužování konců telomer telomerázou
Okazakiho fragmenty

Telomerová opakování ~ mechanismus pro kontrolu buněčného dělení
- při narození mají v somatických buňkách telomery úplnou délku
- při každém dělení buňky ztrácí telomera 50-100 nt
- po mnoha děleních mají buňky defektní chromozomy a
dochází k zástavě dělení buněk = replicative cell senescence
Mechanismus zajišťuje, že nedochází k nekontrolovatelnému
dělení buněk (,,measuring stick")
- lidské fibroblasty ve tkáňové kultuře - po 60 děleních buněk dochází k zástavě
tvorby telomerázy
- po vložení genu s aktivní telomerázou se délka telomer udržuje a buňky
nestárnou

Replikace plazmidů otáčející se kružnicí

Replikace DNA mechanismem
otáčející se kružnicí

Replikace bakteriofágů (lambda) otáčející se kružnicí
konkatemer

Replikace konjugativních plazmidů

Replikace genomu adenoviru
(též některé bakteriofágy)
Specifický protein pro iniciaci replikace
Ostatní viry: vlastní polymerázy nebo polymerázy hostitele;
proteiny pro iniciaci replikace; retroviry: RT