Replikace DNA

                               Jsou monozygotní dvojčata identická?









                                           Replikace DNA

Mechanismus založený na přesném kopírování templátových řetězců DNA:



• rozvolnění původní dvoušroubovice: obnažení templátových jednořetězců



• postupné rozeznávání nukleotidů templátu nespárovanými (volnými) komplementárními
deoxyribonukleozidtrifosfáty



• enzymatické připojení komplementárního nukleotidu k rostoucímu primerovému řetězci









































            Kontrola přesnosti replikace: DNA polymerázy disponují korektorskou funkcí

• přesnost kopírování je překvapivě vysoká: pouze 1 chyba na 10^9 kopírovaných nukleotidů



^• všechny čtyři báze mohou tvořit tautomerní formy, které se párují jinak než je obvyklé (např.
C-A) ve frekvenci 1/10^4 nebo 1/10^5

^

•^ malými změnami geometrie šroubovice lze docílit tvorbu vodíkových vazeb mezi G a T



• pokud by DNA polymeráza neměla korektorskou (opravnou) funkci, byly by do nových řetězců DNA
často včleněny chybné nukleotidy a docházelo by k hromadění mutací



• korektorská funkce spočívá v kontrole konce právě syntetizovaného vlákna DNA, hledání chyb a
jejich opravě





                                         Take home message

• syntézu DNA katalyzují enzymy  - DNA polymerázy



• všechny DNA polymerázy požadují primerové vlákno (které se prodlužuje) a templátové vlákno (které
se kopíruje)



• všechny DNA polymerázy striktně požadují volnou 3'-OH skupinu na primerovém vlákně a syntéza
veškeré DNA probíhá výhradně ve směru 5' ® 3'



• 3'® 5' exonukleázové aktivity DNA polymeráz mají korektorskou funkci: kontrolují vznikající
vlákna a odstraňují chybně spárované nukleotidy na 3' koncích primerových vláken









                               Syntéza RNA primerů při replikaci DNA

                                    Spojení Okazakiho fragmentů

                                        Odstranění primerů

                                         Funkce DNA ligázy

                         Rozvíjení dvoušroubovice před replikační vidlicí

                                           DNA helikázy

                        Proteiny vážoucí jednořetězcovou DNA (SSB proteiny)

                                         DNA topoizomerázy

                                        DNA topoizomeráza I

                                Replikační aparát E. coli - shrnutí

                                   Průběh replikace DNA v E.coli

                                   Průběh replikace DNA v E.coli

                                          Replizom E.coli

                                  Replikace DNA otáčivou kružnicí

                                  Replikace DNA otáčivou kružnicí

                                Replikace eukaryotických chromozomů

                                  Složky eukaryotického replizomu

                                  Složky eukaryotického replizomu

                                  Složky eukaryotického replizomu

                          Korektorská funkce eukaryotických DNA polymeráz

                           Duplikace nukleozomů v replikačních vidlicích

                        Rozklad a sestavení nukleozomů během replikace DNA

                              Replikace konců chromozomů: telomeráza

                        Telomeráza řeší problém replikace konců chromozomů

                                     Délka telomer a stárnutí

                                             Progerie

                                         Take home message