ДНК-праймаза — Студопедия

Инициация репликации и прерывистый синтез ДНК на отстающей цепи происходит по РНК-праймерному механизму и является универсальным свойством репликации ДНК у про- и эукариот.

ДНК-праймаза отличается от других РНК-полимераз целым рядом присущих только ей свойств. Во-первых, матричной и субстратной специфичностью. Во-вторых, необычной процессивностью — синтезом мультимеров, кратных 10-нуклеотидным звеньям. В-третьих, низкой точностью и устойчивостью к некоторым ингибиторам РНК- и ДНК-полимераз. Здесь необходимо вернуться к проблеме синтеза РНК-праймеров.

Синтез РНК-праймеров на природных матрицах начинается во множественных, но не случайных участках, его инициация происходит с АТР или GТР даже при высоких концентрациях СТР и UTР. Показано, что, например, ДНК вируса SV40 содержат предпочтительные участки инициации — З’-dСТTТ или З’-dССС, расположенные внутри участков из 7-25 пиримидиновых нуклеотидов. Высокое соотношение АТР/GТР повышает вероятность инициации в участках З’-dCТТТ, а низкое — в участках З’-dССС. Таким образом, концентрация NТР и нуклеотидная последовательность матрицы определяют участки инициации. Впрочем, участки инициации in vivoзаметно отличаются от участков инициации, используемых во время репликации ДНК SV40. Во многих случаях обнаружена последовательность 5′-YYYYYYYYСТТТYYYY-3′, где Y = С или Т, которая является стартовой площадкой для инициации синтеза ДНК-праймазой в составе комплекса с ДНК-полимеразой α. Минимальная длина пиримидинового кластера должна быть не менее 7 н. Замена одного из пиримидинов на З’-конце кластера значительно понижает частоту инициации, а замены внутри и вне кластера приводят к смещению точки старта. Известно, что матрицу распознает сама ДНК-праймаза. Стартовый нуклеотид вновь синтезированного праймера всегда является пурином.

Этот комплекс имеет еще одну специфическую функцию — синтез теломерной отстающей цепи ДНК млекопитающих осуществляет ДНК-полимераза α-праймаза.

ДНК-праймаза — сравнительно медленный фермент. Средняя скорость включения NTP этим ферментом примерно на два порядка меньше, чем скорость включения dNТР ДНК-полимеразой α. ДНК-полимераза α способна удлинять праймеры длиной более 7-10 н. Продукты длиной 2-6 н. не являются субстратами ДНК-полимеразы α и называются абортивными, До синтеза РНК-праймера ДНК-полимераза α и ДНК-праймаза действуют независимо, а после этого их активности координируются. Синтезированный РНК-праймер перемещается в полимеразный активный центр без диссоциации в раствор. Это внутримолекулярное перемещение праймера в дуплексе с матрицей является быстрым и сравнимо по скорости с синтезом праймера. После того как ДНК-полимераза α удлинит праймер, праймаза начинает синтез нового праймера, и цикл повторяется. ДНК-праймаза эукариот отличается от других РНК-полимераз своей способностью к включению дезоксирибонуклеотида в праймер, таким же свойством обладает и праймаза прокариот. Одним из возможных объяснений необходимости включения dNТР в З’-конец праймера является необходимость перехода от А-формы к В-форме ДНК. Поэтому понимание механизма «переключения» комплекса ДНК-полимеразы α-праймазы от синтеза РНК к ДНК имеет очень большое значение. Способность праймазы узнавать одновременно и рибо-, и дезоксириботрифосфаты представляет серьезный научный интерес.

Выбор РНК-праймера определяется гидрофобным характером белково-нуклеиновых взаимодействий. В случае гибрида РНК-ДНК дуплекс находится в А-форме, в которой обеспечивается оптимальный баланс между гидрофобными и комплементарными взаимодействиями оснований матрицы и праймера.

После инициации рост праймера сопровождается извлечением оснований матрицы из гидрофобной полости белка для спаривания с основаниями растущей цепи РНК. В условиях такой конкуренции короткие ди- и тринуклеотиды легко диссоциируют, образуя абортивные продукты. С ростом длины праймера прочность дуплекса увеличивается, ослабевает влияние гидрофобности активного центра, и пары оснований приближаются к оси спирали. При длине праймера 7 н. создаются условия для включения дезоксинуклеотида и перехода в В-форму, которая энергетически более выгодна. Здесь нужно учитывать и большее сродство к ферменту dNТР по сравнению с NТР. Предложенная концепция, по-видимому, носит универсальный характер, поскольку подобное происходит и при инициации транскрипции. Только в этом случае абортивный синтез транскриптов переключается на высокопроцессивный синтез.

выбор РНК-праймера

ДНК-полимераза α связывает сначала матрицу, затем праймер и субстрат. ДНК-полимераза α наиболее активна на двунитевой ДНК, содержащей бреши длиной не менее 20-30 н.

Область связывания матрицы с ДНК-полимеразой α является достаточно протяженной. Она строго защищает от гидролиза 9 н. праймерной цепи, 13 н. двухцепочечного участка и 14 н. одноцепочечной матрицы и слабо защищает несколько оснований вне этого района. Фермент связывается с 19-20 н. матрицы посредством ионных и гидрофобных взаимодействий, эффективность связывания при этом коррелирует с гидрофобностью оснований матрицы.

Отличительной особенностью ДНК-полимеразы α является ее способность удлинять РНК-праймеры и прочная ассоциация с ДНК-праймазой, которая синтезирует эти праймеры.

Средняя процессивность ДНК-полимеразы α составляет 20-50 н. Праймаза редко ошибается в момент синтеза динуклеотида, но затем легко использует неправильные NТР. Хотя скорость включения ошибочных нуклеотидов зависит от нуклеотидной последовательности матрицы и самого неправильного нуклеотида, в принципе, ДНК-праймаза является самым неточным нуклеотид-полимеризующим ферментом. В некоторых случаях один неправильный нуклеотид приходится менее чем на 100 правильных. Встраивание неправильного нуклеотида не препятствует включению следующего правильного нуклеотида. Праймаза может полимеризовать сходные нуклеотиды и генерировать праймеры с множественными ошибками, котрые не ингибируют дальнейший синтез и после внутримолекулярного переноса в ДНК-полимеразный активный центр удлиняются ДНК-полимеразой в присутствии dNTP.

Существуют две модели механизма синтеза праймеров, некомплементарных матрице. Согласно первой модели, фермент просто включает некомплементарные матрице нуклеотиды. Вторая модель предполагает включение нуклеотида, комплементарного матрице, с последующим скольжением праймера относительно матрицы. Низкая точность ДНК-праймазы послужила основой гипотезы о том. почему именно РНК является затравкой при репликации ДНК. Поскольку первые нуклеотиды могут ошибочно включаться в новую растущую цепь, предполагается, что РНК-праймер отмечает «высокоошибочный» участок для последующего вырезания и более точной застройки. Эта точка зрения выглядит убедительной, но, вероятно, главная причина появления РНК-праймера связана с более эффективной инициацией синтеза ДНК.

В отличие от праймазы ДНК-полимераза α является достаточно точным ферментом. Она делает в среднем от 1/30 000 до 1/50 000 ошибок. Важную роль в обеспечении специфичности синтеза играют белковые факторы репликации. В присутствии RРА точность ДНК-полимеразы α повышается. Известно, что различие свободных энергий образования правильных и неправильных пар оснований в активном центре полимеразы, по-видимому, в 10 раз больше, чем в водной среде.

Выделенные из клеток высокомолекулярные формы ДНК-полимеразы α могут обладать другими активностями помимо ДНК-полимеразной и праймазной. Эти комплексы представляют собой фрагменты репликативной машины клеток. В комплексе, осуществляющем репликацию лидирующей нити, ДНК-полимераза α связана с ДНК-полимеразой δ, а в комплексе, синтезирующем запаздывающую цепь, — с ДНК-полимеразой ε. У эукариот оба комплекса связаны, вероятно, друг с другом в репликативной вилке подобно тому, как связаны холоферменты синтеза лидирующей и запаздывающей нити у прокариот. Об этом свидетельствует выделение из клеток человека комплексов, названных синтесомами и содержащих ДНК-полимеразы α, δ и ε, а также ряд других репликативных белков, среди которых ДНК-праймаза, репликативный фактор RFC, РСNА, поли(АDР-рибозо)-полимераза и ДНК-лигаза I. Из этого высокомолекулярного комплекса недавно выделены и охарактеризованы ДНК-геликаза А с молекулярной массой 90 кДа и 5′ → З’-экзонуклеаза с мол. массой 47 кДа. С ДНК-полимеразой α может быть также связан белок Р1 из клеток мыши, являющийся гомологом белка МсмЗ дрожжей.

Комплекс ДНК-полимераза α-праймаза в ходе мейоза диссоциирует.

Большой Т-антиген SV40 (и других паповавирусов) взаимодействует с субъединицами р 180 и р70 в комплексе ДНК-полимераза α-праймаза и рекрутирует этот комплекс в ori вируса. При репликации вируса папилломы ДНК-полимераза α связана с вирусной геликазой Е1.

Негативная регуляция комплекса в клеточном цикле зависит не только от фосфорилирования р180, но также от фосфорилирования субъединицы р68 циклин А-зависимыми киназами. В клетках дрожжей комплекс ДНК-полимераза α-праймаза связан с хроматином в фазах G1 и S клеточного цикла, но не G2/М. Связывание с хроматином зависит от дефосфорилирования субъединицы 86 кДа (гомолог р70) в конце митоза.

ДНК-полимеразы δ и ε.

ДНК-полимераза δ представляет собой гетеродимер, состоящий из каталитической субъединицы с мол. массой 125-130 кДа и субъединицы 48-55 кДа, необходимой для связывания с фактором процессивности РСNА . Малая субъединица нужна для преодоления ферментом структурных барьеров в природных однонитевых матрицах. В действительности нативный фермент может представлять собой тетрамер, содержащий по две субъединицы с мол. массами 125 и 55 кДа, а субъединица 55 кДа является фактором димеризации репликативных холоферментов, подобно субъединице τ в ДНК-полимеразе III Е. соli

. В отсутствие РСNА ДНК-полимераза δ имеет низкую процессивность на длинных однонитевых матрицах, и только в присутствии РСNA процессивность возрастает в 10-100 раз. С помощью делеционных мутантов установлено, что в ДНК-полимеразе δ мыши за связывание РСNА ответствен участок 129-149 аминокислотных остатков N-концевой области каталитического полипептида, С-концевой домен менее консервативен и содержит два участка связывания ДНК.

Холофермент ДНК-полимеразы δ включает в себя фактор процессивности РСNА и факторы RFС и RРА, он собирается на праймер-матричном комплексе в следующем порядке: сначала RFС связывается с З’-ОН-концом праймера на однонитевой ДНК-матрице, «покрытой» белком RРА. Затем RFС в присутствии АТР формирует на ДНК-дуплексе, прилежащем к З’-концу праймера, кольцевую структуру из трех молекул РСNА с мол. массой 36 кДа, а РCNA обеспечивает присоединение ДНК-полимеразы δ к З’-концу праймера, завершая таким образом формирование высокопроцессивного холофермента.

B самом РСNА идентифицированы участки, отвечающие за связывание с субъединицами RFС и ДНК-полимеразами. В присоединении к ДНК у полимеразы δ участвуют аминокислотные остатки 121-135, образующие петлю между доменами РСNА.

3′ —- 5′-экзонуклеазная активность ДНК-полимеразы δ также регулируется факторами, входящими в состав холофермента. В отсутствие вспомогательных факторов 3′ —- 5′-экзонуклеазная активность ДНК-полимеразы δ низка, но в присутствии белка RРА , как и ДНК-полимеразы α, она возрастает в 8-10 раз. Активирующий эффект RРА на 3′ →5′-экзонуклеазную активность обусловлен, очевидно, дестабилизацией комплекса затравки с матрицей в присутствии этого белкового комплекса.

Синтез ДНК-полимеразы δ в клеточном цикле регулируется на уровне транскрипции. Количество мРНК фермента и белка достигает максимума на границе G1/S-фаз. Динамика синтеза ДНК-полимеразы δ в цикле соответствует динамике ДНК-полимеразы α. Интересно, что синтез РСNА в ходе клеточного цикла коррелирует с синтезом ДНК-полимеразы δ, однако содержание РСNА стабильно увеличивается и остается высоким до границы фаз G2/М. ДНК-полимераза δ представляет собой фосфобелок, наибольшая степень фосфорилирования которого относится к фазе S. Фосфорилирование каталитической субъединицы 125 кДа ДНК-полимеразы δ осуществляется, очевидно, специфичной для фазы G1 циклин-зависимой протеинкиназой сdk2. Интересно, что фосфорилирование каталитической субъединицы не сказывается на ее ферментативной активности.

ДНК-полимераза ε человека содержит два полипептида — каталитический 261 кДа и полипептид 55 кДа. ДНК-полимераза ε дрожжей состоит из пяти субъединиц — каталитической 256 кДа и субъединиц 80, 34, 31 и 29 кДа. Субъединица 80 кДа ДНК-полимеразы ε дрожжей является гомологом субъединицы 55 кДа фермента из клеток млекопитающих. Ферментативные активности — ДНК-полимеразная и 3′ →5′-экзонуклеазная — связаны с высокомолекулярным полипептидом, N-концевой домен которого обеспечивает обе активности, а С-концевой домен необходим для контроля вступления клетки в S-фазу цикла.

Особенностью холофермента ДНК-полимеразы ε является его меньшая зависимость от вспомогательных факторов РСNА, RFС и RРА по сравнению с холоферментом ДНК-полимеразы δ. ДНК-полимераза ε способна процессивно удлинять затравку на однонитевых матрицах в отсутствие РСNА. В присутствии полного набора репликативных факторов увеличивается процессивность синтеза и эффективность связывания ДНК-полимеразы ε с праймерами. Существует представление, что на ДНК-матрицах, покрытых белком RРА, факторы РСNА, RFС и АТР образуют «комплекс узнавания З’-ОН-конца праймера». Участок связывания ДНК-полимеразы ε в молекуле РСNА не совпадает с участком связывания ДНК-полимеразы δ. Об этом свидетельствует тот факт, что разные мутантные формы белка PCNA — рсnа-79 и рсnа-90 — не способны взаимодействовать с ДНК-полимеразами δ и ε соответственно. В результате у мутанта рсnа-79 нарушен синтез ДНК, катализируемый ДНК-полимеразой δ, а у мутанта рсnа-90 — ДНК-полимеразой ε.

Другое различие между холоферментами ДНК-полимераз δ и ε заключается в разной скорости синтеза ДНК. В оптимальных условиях скорость синтеза ДНК холоферментом ДНК-полимеразы ε примерно на порядок ниже скорости синтеза холоферментом ДНК-полимеразы δ. Это различие связано с разной функцией ДНК-полимераз в репликативной вилке. Один холофермент ДНК-полимеразы δ осуществляет быстрый и процессивный синтез лидирующей нити, используя для элонгации единственный праймеру, синтезируемый в районе ori, и диссоциирует только по достижении конца репликона , а несколько холоферментов ДНК-полимеразы ε могут одновременно синтезировать фрагменты Оказаки в «зоне Оказаки», удлиняя прамеры, синтезируемые ДНК-полимеразой α-праймазой в начале каждого фрагмента. При этом должен происходить быстрый оборот ДНК-полимеразы ε, сопровождающийся диссоциацией после завершения синтеза фрагмента и ассоциацией с праймером очередного фрагмента. При синтезе фрагментов запаздывающей цепи, когда концентрация праймеров высока и могут синтезироваться одновременно несколько фрагментов, высокая скорость полимеризации не столь важна, как спосбность к быстрому переключению с одного фрагмента Оказаки к другому.

Содержание мРНК ДНК-полимеразы ε в клеточном цикле изменяется, достигая своего максимума непосредственно перед клеточным делением. Уровень этой мРНК в пролиферирующих клетках в 5-16 раз выше, чем в покоящихся.

ДНК-полимеразы, δ и ε, обладают 3′ → 5′-экзо-нуклеазной активностью, выполняющей корректорскую функцию в ходе синтеза ДНК, но частоты ошибок при синтезе лидирующей и запаздывающей нитей отличаются. Это связано с тем, что часть ДНК отстающей нити синтезируется ДНК-полимеразой α, которая способна синтезировать ДНК с большим количеством ошибок.

ДНК-полимераза γ

Эта полимераза локализована в митохондриях, ее функция связана с репликацией и репарацией мтДНК. ДНК-полимеразы у представляют собой гетеродимеры, состоящие из большой каталитической субъединицы 125-140 кДа, обладающей ДНК-полимеразной и З¹ →5′-экзо-нуклеазной активностью, и вспомогательной субъединицы 35-50 кДа, функция которой неизвестна. Как и другие ферменты репликации мтДНК, ДНК-полимераза γ кодируется ядерным геномом. Первичная структура ДНК-полимеразы γ сходна со структурой ДНК-полимеразы I Е. соli, особенно в области каталитических центров, в N-концевом 3′ -→ 5′-экзонуклеазном домене и С-концевом полимеразном домене.

ДНК-полимераза β

ДНК-полимераза β является наименьшей по размеру и самой простой по строению ДНК-полимеразой в клетках эукариот. В силу этого она наиболее изучена. Выделенный из клеток позвоночных фермент представляет собой один каталитически активный полипептид из 334 или 335 аминокислотных остатков с молекулярной массой 39-40 кДа. По своему строению ДНК-полимераза β ближе к семейству нуклеотидилтрансфераз, чем к α-семейству ДНК-полимераз.

ДНК-полимераза β обладает двумя ферментативными активностями — ДНК-полимеразной (5¹ → З’-дезоксинуклеотидилтрансферазной) и дезоксирибофосфатлиазной (dRp- или АР-лиазной), удаляющей 5′-концевые апуриновые/апиримидиновые остатки (АР-сайты), ограничивающие бреши в ДНК, по механизму β –элиминации.

Мягкий протеолиз ДНК-полимеразы β приводит к образованию N-концевого домена 8 кДа и С-концевого домена 31 кДа. Дальнейший протеолиз домена 31 кДа расщепляет его на домены с мол. массами 6, 10 и 12 кДа, расположенные последовательно от N- к С-концу. В домене 8 кДа находятся участки связывания фермента с однонитевой и двунитевой ДНК, каталитический дезоксирибофосфатлиазный центр и участок связывания 5′-фосфата, ограничивающего однонитевую брешь. Для дезоксирибофосфатлиазного центра характерна Lys-богатая область, аминокислотные остатки которой His-34, Lys-35, Lys-68 и Lys-72 непосредственно участвуют в высвобождении dRр. Lys-35 участвует в узнавании 5′-фосфата. а Lys-72 выступает нуклеофилом при β -элиминации в ходе dRp-лиазной реакции. Замена Lys-72 на Arg не влияет на ДНК-связывающую и полимеразную активности фермента, но нарушает способность к репарации АР-сайтов. ДНК-полимеразная активность фермента локализована в двух С-концевых доменах. Каталитический нуклеотидилтрансферазный центр расположен в домене 10 кДа и включает Asp-190 и Asp-192. В связывании атомов двухвалентных металлов участвуют Asp-256 и Агg-254, а в связывании dNТР — аминокислотные остатки 4-40 домена 8 кДа и аминокислотные остатки 263-283 домена 12 кДа . Замена одного аминокислотного остатка в этом районе (Туr-265) приводит к появлению мутаторной формы фермента. В ходе каталитической реакции фермент способен менять конформацию и изгибать матричную ДНК под углом 90° в месте бреши.

Уровень активности ДНК-полимеразы β не меняется на протяжении клеточного цикла. Однако в присутствии агентов, повреждающих геномную ДНК, может наблюдаться индукция этого фермента, что согласуется с репаративной функцией ДНК-полимеразы β.

Ферменты, участвующие в репликации ДНК — Студопедия

Особенности репликации

1. Для эукариотических клеток характерно наличие множества точек начала репликации. Одновременное удвоение ДНК во многих участках значительно сокращает продолжительность всего процесса.

Точка начала репликации имеет специфическую последовательность оснований, богатую парами А – Т, что, вероятно, облегчает разделение цепей. Отрезок ДНК, репликация которого протекает под контролем одной точки начала репликации, образует репликон. В каждом репликоне присутствуют точка инициации (область начала репликации, от англ. replication origin – ori) и точка окончания (terminalis).

2. Репликация распространяется в обе стороны от каждой точки начала репликации. При этом образуются две репликативные вилки, движущиеся в противоположных направлениях (ранняя стадия репликации,
рис. 22). Между репликативными вилками появляется постепенно расширяющийся «глазок»: это уж реплицированные отделы ДНК. В итоге соседние зоны репликации («глазки») сливаются, и вся молекула ДНК оказывается удвоенной (поздняя стадия репликации, рис. 22).

Рис. 22. Множественная двунаправленная репликация эукариотической ДНК

3. Движение репликативной вилки сопровождается одновременным считыванием двух матричных цепей. Поскольку синтез дочерних цепей ДНК осуществляется антипараллельно матричным и всегда в направлении 5′®3′, то лишь одна дочерняя цепь ДНК будет синтезироваться непрерывно. Эта цепь называется ведущей или лидирующей. Направление ее синтеза совпадает с направлением расплетания двойной спирали (рис. 23). На второй матричной цепи ДНК синтезируется сравнительно короткими фрагментами, названными фрагментами Оказаки (1000-2000 нуклеотидов у прокариот и 100-200 нуклеотидов в реплицирующейся ДНК эукариот). Синтез каждого фрагмента Оказаки также идет в направлении 5′®3′. В виде фрагментов Оказаки синтезируется та цепь, направление образования которой противоположно движению соответствующей репликативной вилки. Эта цепь называется отстающей или запаздывающей.

Рис. 23. Репликативная вилка

4. Образованию каждого нового фрагмента ДНК (как длинного фрагмента ведущей цепи, так и любого из фрагментов Оказаки отстающей цепи) предшествует синтез короткой последовательности РНК-затравки (праймера) из 10-15 нуклеотидов. Основной фермент, синтезирующий ДНК (ДНК-полимераза), не может начинать процесс «с нуля», а лишь достраивает 3′-конец уже имеющейся нуклеотидной последовательности. В противоположность этому, фермент ДНК-праймаза такой способностью обладает. Через некоторое время РНК-затравки удаляются и образовавшиеся бреши застраиваются ДНК-полимеразой. В дальнейшем все многочисленные фрагменты ДНК, образованные на одной родительской цепи, сшиваются специальным ферментом ДНК-лигазой в одну непрерывную цепь.

Процесс репликации осуществляется сложным ферментным комплексом, включающим 15-20 белков, которые условно разделяют на три группы.

1. Белки, подготавливающие родительскую ДНК к репликации

а) Узнающие (инициирующие) белки связываются со специфической последовательностью нуклеотидов в точке начала репликации и участвуют в присоединении к цепи ДНК всего комплекса ферментов репликации.

б) ДНК-хеликаза (от англ. helix – спираль) обеспечивает расплетание двойной спирали родительской ДНК в области репликативной вилки. Родительская ДНК разделяется на одноцепочечные участки, при этом затрачивается энергия гидролиза АТФ: 2 молекулы АТФ на разделение 1 пары нуклеотидов. Хеликаза, имеющая кольцевую структуру, однонаправленно перемещается по одной из цепей ДНК, расплетая перед собой двойную спираль, в результате чего возникает репликационная вилка (рис. 24). Вероятно, одновременно происходит вытеснение данного участка ДНК из связи с гистонами и другими хромосомными белками. Хеликазы часто функционируют в составе комплекса, осуществляющего перемещение репликативной вилки и репликацию расплетенных цепей.

в) Белки, связывающиеся с одноцепочечной ДНК (SSB-белки – Single Strand Binding Proteins) обладают повышенным сродством к одноцепочечным участкам ДНК и стабилизируют их в таком состоянии. Роль SSB-белка в репликации, по-видимому, состоит в том, чтобы расправить ДНК и удалить возможные элементы вторичной структуры, которые могли бы образоваться в самокомплементарных участках ДНК. Связывание одноцепочечной ДНК с SSB-белком стимулирует ДНК-полимеразу и повышает точность ее работы.

г) Топоизомеразы. Каждая молекула ДНК зафиксирована в ядерном матриксе, поэтому она не может свободно вращаться при расплетании определенного участка. Это вызывает суперспирализацию (увеличивается количество оборотов на отрезке ДНК) и блокирует дальнейшее расплетание двойной спирали. Топоизомеразы решают названную топологическую проблему путем внесения одноцепочечных (топоизомераза I) или двухцепочечных (топоизомераза II) разрывов с последующим их восстановлением (рис. 25).

Рис. 25. Действие топоизомеразы I

а) ДНК-праймаза синтезирует короткую РНК-затравку (праймер). ДНК-праймаза может быть отдельным ферментом (как у бактерий) или входить в качестве субъединицы в ДНК-полимеразу (как у α-ДНК-полимеразы эукариот). У некоторых прокариот (E. coli) праймаза образует комплекс с хеликазой, называемый праймосомой. Праймосома в свою очередь является компонентом еще более сложного комплекса – реплисомы, осуществляющей процесс полной репликации.

б) ДНК-полимеразы осуществляют комплементарное копирование одноцепочечной родительской ДНК. Про- и эукариотические ДНК-полимеразы несколько различаются по физическим и ферментативным свойствам, однако механизм их действия в общих чертах одинаков.

ДНК полимеразы прокариот разделяют на три типа – I, II и III (названия даны в порядке их открытия).

ДНК-полимераза I состоит из одного полипептида (молекулярная масса 109 кДа) и характеризуется:

— полимеразной активностью, т. е. осуществляет присоединение очередных нуклеотидов к строящейся цепи ДНК;

— 3 — экзонуклеазной (корректирующей) активностью, которая осуществляется в тех случаях, когда произошла ошибка и в строящуюся цепь включен «неправильный» нуклеотид. Тогда фермент отщепляет с растущего 3′-конца последний нуклеотид, после чего полимеризация восстанавливается;

— 5 — экзонуклеазной активностью, т. е. осуществляет последовательное отщепление нуклеотидов с 5′-конца РНК-затравки предшествующего фрагмента (рис. 26). Функция ДНК-полимеразы I исчерпывается, когда растущий фрагмент доходит до дезоксирибонуклеотидов предыдущего фрагмента.

Рис. 26. ДНК-полимераза на «стыке» синтезируемых фрагментов

Фактически ДНК-полимераза I – это два фермента на одной полипептидной цепи: при мягком расщеплении этой ДНК-полимеразы трипсином можно получить большой и малый фрагменты с разными активностями. Большой фрагмент ДНК-полимеразы I (фрагмент Кленова) обладает полимеразной и 3′-экзонуклеазной (корректирующей) активностями, малый фрагмент несет 5′-экзонуклеазную активность (рис. 27). Подобные свойства ДНК-полимеразы I соответствуют ее функциям в клетке: эта полимераза удаляет различного рода дефекты в ДНК в ходе репарации и служит вспомогательной полимеразой при репликации ДНК, удаляя РНК-затравки. В целом ДНК-полимераза I имеет большее отношение к созреванию реплицирующейся ДНК, чем непосредственно к полимеразным процессам в репликативной вилке.

Рис. 27. Фрагменты полимеразы I

ДНК-полимераза II – одиночный полипептид с молекулярной массой около 120 кДа, обладающий полимеразной и 3′-экзонуклеазной активностями. Его содержание в клетке в несколько раз ниже, чемДНК-полимеразы I. Эта полимераза лучше всего работает на двуцепочечной ДНК с одноцепочечными брешами в несколько десятков нуклеотидов длиной. Предполагают, что основной функцией ДНК-полимеразы II является достраивание поврежденных участков в молекуле ДНК, т. е. репарация ДНК.

ДНК-полимераза III играет главную роль в репликации ДНК у бактерий. В каждой клетке содержится только 10-20 копий фермента, примерно столько же, сколько репликативных вилок. ДНК-полимераза III состоит из нескольких субъединиц (α, β, γ, δ, δ′, ε, θ и т. д. – всего около 10) и обладает полимеразной и 3′-экзонуклеазной активностями. Репликацию проводит полная форма фермента – холофермент, содержащий все субъединицы. Полимеразную реакцию осуществляет каталитический кор (ядро) из α-, ε-, θ-субъединиц, остальные усиливают его действие. Отличительная черта ДНК-полимеразы III – исключительно высокая процессивность (скорость и точность синтеза новой цепи).

В клетках эукариотических организмов обнаружены шесть ДНК-полимераз: α, β, δ, ε, γ, ζ, из них первые четыре непосредственно участвуют в репликации хромосомной ДНК.

а) ДНК-лигаза осуществляет «сшивание» соседних фрагментов ДНК, образуя межнуклеотидную (фосфодиэфирную связь). Реакция сопряжена с гидролизом молекулы АТФ.

б) Теломераза участвует в репликации теломерных (концевых) участков линейной ДНК.

ДНК-полимеразная система, описанная выше, оставляет недореплицированными 3′-концы материнских цепей ДНК, т. е. новые цепи оказываются укороченными с 5′-концов (рис. 28). Пропуск, образовавшийся после удаления крайнего праймера на 5′-конце дочерней цепи ДНК, заполнен быть не может, поскольку любая из полимераз не способна действовать «с нуля», а лишь удлиняет 3′-конец имеющегося полинуклеотида. В результате выступающие 3′-концевые участки материнской цепи ДНК остаются однотяжевыми, недореплицированными. Подобные концы ДНК называют острыми, или оверхенгами. Каждый раунд репликации ДНК будет приводить к ее укорочению на 50-60 нуклеотидов.

На концах линейных хромосом эукариот находятся специализированные ДНК-белковые структуры – теломеры. У большинства организмов теломерная ДНК представлена многочисленными короткими повторами (у млекопитающих – ТТАГГГ), не несущими генетической информации. Поэтому, если происходит потеря некоторой части данных повторов, это не отражается на функционировании генома. В этом состоит, вероятно, основная функция теломер: они предохраняют от недорепликации более значимые области ДНК, т. е. выполняют роль своеобразного буфера.

Однако теломерные участки ДНК имеют и ряд специальных функций (участвуют в фиксации хромосом к ядерному матриксу, влияют на экспрессию генов и др.), поэтому их укорочение допустимо лишь до некоторого предела. Синтез теломерных участков, утраченных в результате «концевой недорепликации», осуществляет фермент теломераза. К 3′-концу родительской цепи теломераза последовательно достраивает несколько десятков или сотен повторов ТТАГГГ. Таким образом, фермент удлиняет не дочернюю укороченную цепь, а родительскую – более длинную (рис. 28). Роль матрицы для наращивания ДНК повторами выполняет РНК, связанная с теломеразой. Следовательно, теломераза выступает как обратная транскриптаза – фермент, осуществляющий синтез ДНК на РНК-матрице.

Рис. 28. Схема репликации теломерного участка ДНК с участием теломеразы

Значительно удлиненная родительская цепь становится способной выступать в качестве матричной для образования еще одного фрагмента Оказаки дочерней цепи. При этом репликация идет в обычном порядке: праймаза синтезирует РНК-затравку, ДНК-полимераза последовательно присоединяет к затравке дезоксирибонуклеотиды – комплементарно теломерным повторам родительской цепи. Рост фрагмента происходит в обычном направлении 5′®3′. «Сшивание» фрагмента с цепью осуществляет ДНК-лигаза, экзонуклеаза удаляет РНК-затравку на новой цепи. В итоге конец двухцепочечной ДНК приобретает ту же конфигурацию, что и до действия теломеразы (дочерняя цепь немного короче старой), однако становится длинней на серию теломерных повторов. Это основной способ восстановления длины теломер, обнаруженный практически у всех исследованных организмов.

Высокая теломеразная активность наблюдается в эмбриональных тканях, стволовых и половых клетках (табл. 2). При дифференциации зародышевых или стволовых клеток активность теломеразы падает и теломеры укорачиваются. С достижением критической величины теломерной ДНК запускаются процессы остановки клеточного цикла. Дифференцированные клетки делятся ограниченное число раз. Это явление получило название «лимита Хейфлика».

Ключевые ферменты, участвующие в синтезе ДНК — Студопедия

Многие известные теперь детали процесса репликации ДНК удалось установить благодаря исследованию поведения и активности ферментов, обеспечивающих работу аппарата репликации. Наиболее полно изучен механизм репликации бактериальной ДНК, особенно ДНК Е.соliи бактериофагов, которые в ней размножаются. Довольно хорошо известны и ферменты репликации дрожжей, Drosophila, млекопитающих.

ДНК-полимеразы.

ДНК-подимсразы присутствуют во всех прокариотических и эукариотических клетках. Более того, многие вирусы бактерий и животных индуцируют образование вирус-специфических ДНК-полимераз или белков, способствующих эффективному участию ДНК-полимераз клеток-хозяев в репликации вирусной ДНК. Многие прокариотические и эукариотические ДНК-полимеразы выделены в чистом виде, а их физические и ферментативные свойства детально охарактеризованы. И хотя эти свойства не совсем идентичны, механизм катализа для всех указанных ферментов в общих чертах одинаков. В первичной структуре ДНК-полимераз эукариот присутствуют консервативные мотивы, гомологичных соответствующим мотивам прокариотических ферментов. Это подтверждает, что все ДНК-сиитерирующие ферменты имеют общий план строения. Общий принцип строения ДНК-полимераз показан на рис. По форме ДНК-полимсразы можно уподобить полураскрытой кисти правой руки, в которой ладонь, большой палец и остальные пальцы представляют три основных пространственных домена и формируют полость, удерживающую ДНК-матрицу и затравку в ходе синтеза. Консервативные мотивы А, В и С образуют активный центр в домене «ладони», «пальцы» удерживают однонитевую матрицу, а «большой палец» «прижимает» праймер — матричный двунитевой участок. Применительно к различным типам ДНК-полимераз эукариот эта модель может быть модифицирована.

Рис. Общий принцип строения ДНК-полимераз.

ДНК-полимеразы работают совместно с различными белковыми комплексами, удерживающими их в вилке репликации. Чаще всего их называют «зажим и загрузчик зажима».

«Зажим» держит полимеразу на матрице все то время, что идет синтез, но быстро отпускает, как только реакция доходит до района двунитевой ДНК. Зажим имеет форму кольца, образующегося вокруг двунитевой ДНК. Одна часть кольца связывается с ДНК-полимеразой, а все оно целиком свободно скользит по нити вслед за полимеразой. Образование этого кольца вокруг ДНК происходит при гидролизе АТР и участии специального белкового комплекса, называемого «загрузчиком зажима», который также при участии АТР насаживает зажим в районе соединения праймера и матрицы. После объединения ДНК-полимеразы с зажимом, загрузчик зажима отходит от места реакции, но держится поближе к отстающей нити, чтобы провести загрузку на новом месте объединения праймер-матрица, как только ДНК-полимераза диссоциирует при завершении синтеза предыдущего фрагмента Оказаки. Этот процесс схематически изображен на рис…..Подробно об этих комплексах у эукариот и их роли в репликации будет рассказано ниже.

Рис. Загрузка ДНК-полимеразы

ДНК-полимеразы прокариот.

Полимеразы прокариот обозначаются римскими цифрами (в отличие от полимераз эукариот, которые обозначаются греческими буквами). Наиболее полно научена ДНК-полимераза I (Ро11) Е.соli. Она представляет собой одиночный полипептид с мультифуикциональными активностями. В качестве ДНК-полимеразы Ро11 катализирует перенос 5′-дезоксинуклеотидильных единиц дезоксинуклеозид-5′-трифосфатов к З’-ОН-группе в цепи ДНК или РНК. после чего происходит спаривание перенесенного основания с соответствующим основанием комплементарной цепи ДНК. Таким образом, для полимеризации ферменту необходимы праймер в качестве акцептора дезоксинуклеотида и матрица, определяющая присоединение нужного нуклеотида. Помимо полимеризации нуклеотидов, Ро11 катализирует две другие реакции, биологическая роль которых очень важна. В одной из них происходит гидролиз фосфодиэфирных связей в одной цепи ДНК или на неспаренном конце дуплексной ДНК, причем за один акт удаляется один нуклеотид, начиная с 3′-конца цепи (3′-5′-экзонуклеяза).Вторая реакция также состоит в отщеплении нуклеотидов, но гидролиз начинается с 5′-конца дуплексной ДНК в направлении к З’-концу (5′-3′-экзонуклеаза).Эти различные активности присущи разным сайтам полипептидиой цепи РоlI, Если in vitro обработать РоlI трипсином, то полипептидная цепь расщепится на большой и малый фрагменты. Большой, С-концевой фрагмент («фрагмент Кленова») сохраняет ДНК-полимеразную и 3′ -5′-экзонуклеазную активности; малый, N-концевой фрагмент обладает только 5′-3′-экзонуклеазноЙ активностью.

РоlI и присущие ей экзонуклеазные активности играют очень большую роль в репликации и репарации хромосомной ДНК Е.соli. 3’- 5′-экзонуклеазная активность обеспечивает контроль за присоединением каждого нуклеотида и удаление ошибочных нуклеотидов вновь синтезированной цепи. Если эта активность подавлена в результате каких-то мутаций в гене, кодирующем РоlI, то при репликации генома часто происходят мутации — замены оснований.

Способность ДНК-полимеразы удлинять З’-конец цепи, спаренной с матричной цепью, позволяет ей заполнять пробелы между сегментами отстающей цепи. РоlI удлиняет фрагменты Оказаки с 3′-концов и удаляет рибонуклеотиды, с которых начинаются 5′-концы соседних фрагментов, что является необходимой предпосылкой для формирования непрерывной отстающей цепи. Поскольку РоlI способна удлинять 3′-конец одной из цепей в месте разрыва в двунитевой ДНК и удалять нуклеотиды с 5′-конца того же разрыва (процесс, называемый ник-трансляцией),этот фермент играет ключевую роль в репарации поврежденной ДНК. Ник-трансляция широко используется in vitro для синтеза радиоактивно меченой ДНК.

У Е. соli имеются и две другие ДНК-полимеразы, но они присутствуют в клетке в меньших количествах. РоШ присоединяет нуклеотиды значительно менее эффективно, чем Ро11, и не обладает 5′- З’-экзонуклеазной активностью. Следовательно, РоШ может заполнять пробелы между фрагментами ДНК, спаренными с матричной цепью, но не способна отщеплять РНК-нуклеотиды от фрагментов Оказаки или осуществлять ник-трансляцию. Роль РоШ в репликации и сохранении хромосомной ДНК Е.соliдо настоящего момента неясна. Вероятно, она может участвовать в восстановлении синтеза ДНК после повреждения и остановки вилки репликации. Такой процесс принять называть ресинтезом.

Ро1III-холофермент- это ключевой фермент, ответственный за репликацию хромосомной ДНК Е.соli. В каждой клетке содержится только 10-20 копий Ро1Ш-холофермента, но именно он является основным компонентом мультиферментного полимеразного комплекса, инициирующего формирование репликативных вилок в точках начала репликации, участвующего в элонгации лидирующей цепи в вилке и удлиняющего РНК-праймеры с образованием фрагментов Оказаки. Так как РоПП-холофермент не обладает 5′-З’-экзонуклеазной активностью, для репликации отстающей цепи необходимо участие РоlI, чтобы произошло удлинение продукта, образовавшегося при участии РоlIII, и удаление РНК-праймеров на 5′-конце фрагментов Оказаки.

Методом направленного мутационного анализа обнаружены изменения в полипептидной цепи основного (кор) фермента Ро1III, и изучены аминокислотные замены, которые позволяют приписать определенные виды ферментативной активности конкретным субъединицам ферментного комплекса. Так, α-субъединица обладает полимеразной активностью, а ε-субъединица — 3′ 5′-экзонуклеазной. Однако комплекс α- и ε-субъединиц обладает значительно более высокой полимеразной и экзонуклеазной активностями, чем каждая из соответствующих субъединиц в отдельности. Функция третьей, θ-субъединицы пока неясна.

Помимо субъединиц, составляющих РоПП-кор, Ро1III-холофермент содержит еще семь субъединиц: τ,γ,β,δ,δ’,χ, и ψ. Перечисленные полипепгиды также существуют во множестве копий, так что в результате мол. масса полимеразного комплекса составляет примерно 10³ кДа. Роль β-субъединицы заключается в том, чтобы свести к минимуму вероятность отделения фермента от матрицы до завершения процесса копирования, то есть работает как «зажим». Точная же функция других субъединиц неизвестна. Вполне возможно, что Ро1 Ш-холофермент существует в двух формах, каждая из которых содержит определенный набор вспомогательных субъединиц, придающих ферменту определенные свойства. В одной форме фермент катализирует синтез непрерывной ведущей цепи, а в другой — прерывистой отстающей.

Ро1III-холофермент катализирует же реакции синтеза, что и Ро1I, но работает примерно в 60 раз быстрее. Более того, Ро1III-холофермент обладает повышенным сродством к матрице и обеспечивает более высокую эффективность копирования. Ро1III-холофермент может связываться и с другими белками, увеличивая эффективность процесса копирования благодаря координации некоторых важных ферментативных этапов репликации. На этом более высоком уровне организации в комплексы могут включаться белки, расплетающие спираль ДНК в точках начала репликации и в репликативных вилках (геликазы), инициирующие образование праймерных РНК (праймазы), обеспечивающие последовательное наращивание цепей ДНК, терминирующие процесс репликации и разделяющие дочерние спирали ДНК.

ДНК-полимеразы, синтезируемые другими бактериями и многими бактериофагами, различаются по своим физической структуре и свойствам. Тем не менее, катализируемые ими реакции практически идентичны реакциям, изученным у Е.соli. У всех ДНК-полимераз есть корректирующая 3′- 5′-экзонуклеаза, однако 5′- З’-экзонуклеаза у большинства ферментов отсутствует. Например, ДНК-полимераза фага Т4 может осуществлять 3’~ 5′-экзонуклеазную реакцию и корректировать ошибки репликации, но не способна катализировать 5′- З’-экзонуклеазную реакцию и поэтому не может обеспечить ник-трансляцию. При репликации ДНК фага Т4 5′-З’-экзонуклеазную реакцию удаления РНК-праймеров перед объединением фрагментов Оказаки катализирует другой кодируемый фагом белок. В процессе прерывистого синтеза отстающих цепей и репарации повреждений ДНК фага Т4 этот фермент работает согласованно с фаговой ДНК-полимеразой. Некоторые вирусы животных (например, герпесвирус, вирус коровьей оспы и вирус гепатита) индуцируют синтез особых полимераз для репликации своих геномов.

Другие вирусы образуют белки, которые стимулируют системы репликации клеточной ДНК или участвуют в репликации вирусной ДНК. Например, паповавирусы синтезируют белки, необходимые для инициации репликации. Аденовирусы человека кодируют белки, «запускающие» инициацию синтеза обеих цепей линейной вирусной ДНК. Они продуцируют также особые ДНК-связывающие белки, облегчающие репликацию.

ДНК-полимеразы эукариот.

В эукариотических клетках идентифицировано множество ДНК-полимераз, но их физические и функциональные свойства изучены менее детально, чем у соответствующих ферментов прокариот.

Точная пространственная структура, определенная с помощью рентгеноструктурного анализа, известна лишь для одной ДНК-полимеразы эукариот — полимеразы β-типа, которая заметно отличается по строению от других ДНК-полимераз эукариот.

Сводные данные об основных полимеразах эукариот приведены в таблице….

ДНК-полимераза	Дополнительная активность	Субъединицы (кДа)	Локализация, функция
α (альфа)	ДНК-праймаза Точность 102	165-180 48-50, 55-60	Ядро, репликация (инициация в районе ori и фрагментов Оказаки)
β (бэта)	dRp-лиаза 103	38-40	Ядро, репарация
γ (гамма)	3’→5’ экзонуклеаза, dRp-лиаза 104	125-140 35-50	Митохондрии, репликация и репарация
δ (дельта)	3’→5’ Экзонуклеаза	125-130 48-55 (дрожжи: 125, 55, 54, 42, 22)	Ядро, репликация (элонгация лидирующей нити. PCNA-зависимая репарация
ε (эпсилон)	3’→5’ Экзонуклеаза	261, 55 (дрожжи: 256, 870, 34, 31, 29)	Ядро, репликация (элонгация запаздывающей нити). PCNA-зависимая репарация

Таблица… ДНК-полимеразы эукариот

ДНК-полимераза α – праймаза

В клетках эукариот синтез ДНК происходит, в основном, в специфических плотных структурах («репликативных фабриках»), присоединенных к диффузному ядерному матриксу. Предполагается, что в молекулярной организации ядерного матрикса играют некоторую роль фосфолипиды и что ДНК связана с ядерным скелетом гидрофобными взаимодействиями. «Репликативные фабрики» , 21S репликативные комплексы, связанны с ядерным матриксом, включают в себя группу ферментов, состоящую не менее чем из 30 белков с молекулярной массой от 15 до 300 кДа, и содержат помимо ДНК-полимеразы α -праймазы еще и 3′-5′-экзонуклеазу, ДНК-лигазу I, РНКазу Н, ДНК-топоизомеразу I, ДНК-геликазу, РСNA и ряд других факторов. Также этот комплекс содержит RРА, специфически взаимодействующий с субъединицей р48 комплекса полимераза-праймаза. Значительный запас ДНК-полимеразы α накапливается в яйцеклетках иглокожих, амфибий, костистых рыб и дрозофилы для обеспечения интенсивной репликации ядерной ДНК в ходе раннего развития.

Как правило, ДНК-полимеразы α не обладают корректорской 3′ — 5′-экзонуклеазной активностью. Однако в каталитической субъединице 182 кДа ДНК-полимеразы α дрозофилы обнаружена 3′ — — 5′-экзонуклеаза, проявляющая активность только при диссоциации субъединицы 73 кДа.

Мультибелковая форма ДНК-полимеразы α содержит также белок, который связывает динуклеотиддиаденозинтетрафосфат (Ар₄А). Предполагается, что Ар₄А участвует в репликации ДНК и клеточном делении. Имеются данные о способности ДНК-полимеразы α использовать Ар₄А в качестве праймера. Однако участие Ар₄А в качестве праймера in vivoмаловероятно, скорее он используется как эффектор. Интересно, что триптофани

праймаза — это… Что такое ДНК-праймаза?

ДНК-праймаза — * ДНК праймаза * DNA primase фермент, осуществляющий синтез РНК праймера (), необходимого для синтеза фрагментов Оказаки, а также РНК праймеров в процессе синтеза репликативной формы ДНК бактериофагов. У E. coli ДНК п. кодируется геном dna C (М.… …   Генетика. Энциклопедический словарь

ДНК-праймаза — Фермент, осуществляющий синтез РНК затравки для последующего синтеза фрагментов Оказаки, а также синтез РНК затравок в процессе синтеза репликативной формы ДНК бактериофагов; у E.coli кодируется геном dnaG, ее молекулярная масса составляет 60 кД; …   Справочник технического переводчика

Праймаза — ДНК праймаза  это фермент РНК полимераза, который принимает участие в репликации ДНК. Праймаза синтезирует короткий фрагмент РНК, называемый праймером, комплементарный одноцепочечной матрице ДНК. Праймаза играет ключевую роль в репликации… …   Википедия

ДНК-зависимая РНК-полимераза — Фермент, осуществляющий ДНК зависимый синтез РН ; у прокариот существует 2 типа ДНК з.РНК п.: ДНК праймаза катализирует синтез РНК затравки для фрагментов Оказаки при репликации ДНК, в то время как РНК полимераза синтезирует все остальные… …   Справочник технического переводчика

ДНК-зависимая РНК-полимераза — * ДНКзалежная РНК полімераза * DNA dependent RNA polymerase фермент, с участием которого происходит ДНК зависимый синтез РНК (см.). У прокариот существует два типа ДНК з. РНК п.: ДНК праймаза (см.) катализирует синтез РНК праймера () для… …   Генетика. Энциклопедический словарь

ДНК-зависимая РНК-полимераза — DNA dependent RNA polymerase ДНК зависимая РНК полимераза. Фермент, осуществляющий ДНК зависимый синтез РНК <DNA dependent RNA synthesis>; у прокариот существует 2 типа ДНК з.РНК п.: ДНК праймаза <DNA primase> катализирует синтез РНК… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

ДНК-лигазы — Лигаза (лат. ligāre  сшивать, соединять)  фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи (лигирование). При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.… …   Википедия

ДНК-лигаза — Лигаза (лат. ligāre  сшивать, соединять)  фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи (лигирование). При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.… …   Википедия

ДНК лигаза — Лигаза (лат. ligāre  сшивать, соединять)  фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи (лигирование). При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.… …   Википедия

ДНК лигазы — Лигаза (лат. ligāre  сшивать, соединять)  фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи (лигирование). При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.… …   Википедия

праймаза — это… Что такое праймаза?

Праймаза — ДНК праймаза  это фермент РНК полимераза, который принимает участие в репликации ДНК. Праймаза синтезирует короткий фрагмент РНК, называемый праймером, комплементарный одноцепочечной матрице ДНК. Праймаза играет ключевую роль в репликации… …   Википедия

ДНК-праймаза — * ДНК праймаза * DNA primase фермент, осуществляющий синтез РНК праймера (), необходимого для синтеза фрагментов Оказаки, а также РНК праймеров в процессе синтеза репликативной формы ДНК бактериофагов. У E. coli ДНК п. кодируется геном dna C (М.… …   Генетика. Энциклопедический словарь

ДНК-праймаза — DNA primase ДНК праймаза. Фермент, осуществляющий синтез РНК затравки для последующего синтеза фрагментов Оказаки <Okazaki fragments>, а также синтез РНК затравок в процессе синтеза репликативной формы <replication form> ДНК… …   Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.

ДНК-праймаза — Фермент, осуществляющий синтез РНК затравки для последующего синтеза фрагментов Оказаки, а также синтез РНК затравок в процессе синтеза репликативной формы ДНК бактериофагов; у E.coli кодируется геном dnaG, ее молекулярная масса составляет 60 кД; …   Справочник технического переводчика

Праймосома — * праймасома * primosome комплекс белков (ферментов), в т. ч. праймаза (см.), требующийся для праймирующего действия, т. е. для инициации (затравки) синтеза запаздывающей цепи (см.) в репликативной вилке (см.) посредством образования фрагментов… …   Генетика. Энциклопедический словарь

Репликация (биология) — Схематическое изображение процесса репликации, цифрами отмечены: (1) запаздывающая нить, (2) лидирующая нить, (3) ДНК полимераза (Polα), (4) ДНК лигаза, (5) РНК праймер, (6) ДНК праймаза, (7) фрагмент Оказаки, (8) ДНК полимераза (Polδ), (9)… …   Википедия

DnaG — DnaG  это праймаза, которая синтезирует праймер рибонуклеиновой природы. Основная функция фермента DnaG  синтез праймеров фрагментов Оказаки у E. coli.[1] Для осуществления праймазной активности DnaG связывается с DnaB. Примечания ↑… …   Википедия

Репликация ДНК — У этого термина существуют и другие значения, см. Репликация. Схематическое изображение процесса репликации, цифрами отмечены: (1) запаздыв …   Википедия

Пререпликационный комплекс — (англ. pre replication complex, pre RC) это комплекс белков, который образуется на стадии инициации репликации ДНК. Белки, которые принимают участие в пререпликационном комплексе, строго необходимы для репликации.[1] Пререпликационный… …   Википедия

Репликация (цитология) — Схематическое изображение процесса репликации, цифрами отмечены: (1) запаздывающая нить, (2) лидирующая нить, (3) ДНК полимераза (Polα), (4) ДНК лигаза, (5) РНК праймер, (6) ДНК праймаза, (7) фрагмент Оказаки, (8) ДНК полимераза (Polδ), (9)… …   Википедия

РЕПЛИКАЦИЯ — (от позднелат. replicatio повторение) (редупликация), самовоспроизведение нуклеиновых к т (обычно ДНК, у нек рых вирусов РНК), обеспечивающее точное копирование генетич. информации и передачу ее от поколения к поколению. При Р. ДНК нуклеотидная… …   Химическая энциклопедия

Репликация ДНК — DNA replication

Биологический процесс

Репликация ДНК: двойная спираль распаковывается и раскручивается, затем каждая отделенная цепь (бирюзовая) действует как шаблон для репликации новой партнерской цепи (зеленая). Нуклеотиды (основания) подбираются для синтеза новых партнерских цепей в две новые двойные спирали.

В молекулярной биологии , репликация ДНК представляет собой биологический процесс получения два идентичных реплик ДНК из одной исходной ДНК — молекулы. Репликация ДНК происходит во всех живых организмах, выступая как наиболее важная часть биологической наследственности . Клетка обладает отличительным свойством деления, что делает репликацию ДНК необходимой.

ДНК состоит из двойной спирали двух комплементарных цепей . Во время репликации эти нити разделяются. Каждая цепь исходной молекулы ДНК затем служит шаблоном для производства своего аналога, процесс, называемый полуконсервативной репликацией . В результате полуконсервативной репликации новая спираль будет состоять из исходной цепи ДНК, а также из вновь синтезированной цепи. Клеточная корректура и механизмы проверки ошибок обеспечивают почти идеальную точность репликации ДНК.

В клетке репликация ДНК начинается в определенных местах или источниках репликации в геноме . Раскручивание ДНК в исходной точке и синтез новых цепей под действием фермента, известного как геликаза , приводит к тому, что репликационные вилки растут в двух направлениях от источника. Ряд белков связан с вилкой репликации, чтобы помочь в инициации и продолжении синтеза ДНК . Наиболее заметно, что ДНК-полимераза синтезирует новые цепи, добавляя нуклеотиды, которые дополняют каждую (матричную) цепь. Репликация ДНК происходит во время S-стадии интерфазы .

Репликация ДНК (амплификация ДНК) также может выполняться in vitro (искусственно вне клетки). ДНК-полимеразы, выделенные из клеток, и искусственные праймеры ДНК могут использоваться для запуска синтеза ДНК в известных последовательностях в матричной молекуле ДНК. Примерами являются полимеразная цепная реакция (ПЦР), лигазная цепная реакция (LCR) и транскрипционная амплификация (TMA).

Структура ДНК

ДНК существует в виде двухцепочечной структуры, в которой обе цепи скручены вместе, образуя характерную двойную спираль . Каждая отдельная цепь ДНК представляет собой цепочку из четырех типов нуклеотидов . Нуклеотиды в ДНК содержат сахар дезоксирибозы , фосфат и азотистое основание . Четыре типа нуклеотидов соответствуют четырем нуклеотидным основаниям аденин , цитозин , гуанин и тимин , обычно обозначаемые как A, C, G и T. Аденин и гуанин являются пуриновыми основаниями, а цитозин и тимин — пиримидинами . Эти нуклеотиды образуют фосфодиэфирные связи , создавая фосфат-дезоксирибозный остов двойной спирали ДНК с нуклеотидными основаниями, направленными внутрь (т. Е. К противоположной цепи). Нуклеооснования сопоставляются между цепями посредством водородных связей с образованием пар оснований . Аденин соединяется с тимином (две водородные связи), а пары гуанина с цитозином (три водородные связи ).

Нити ДНК имеют направленность , и разные концы одной нити называются «3 ‘(три простых) конца» и «5′ (пять простых) концов». По соглашению, если дана последовательность оснований одной цепи ДНК, левый конец последовательности является 5′-концом, а правый конец последовательности — 3’-концом. Нити двойной спирали антипараллельны, одна от 5 ‘до 3’, а противоположная нить от 3 ‘до 5’. Эти термины относятся к атому углерода в дезоксирибозе, к которому присоединяется следующий фосфат в цепи. Направленность имеет последствия для синтеза ДНК, поскольку ДНК-полимераза может синтезировать ДНК только в одном направлении, добавляя нуклеотиды к 3′-концу цепи ДНК.

Спаривание комплементарных оснований в ДНК (посредством водородных связей ) означает, что информация, содержащаяся в каждой цепи, является избыточной. Фосфодиэфирные (внутрицепочечные) связи прочнее, чем водородные (межцепочечные) связи. Это позволяет отделить пряди друг от друга. Следовательно, нуклеотиды на одной цепи могут использоваться для реконструкции нуклеотидов на вновь синтезированной цепи-партнере.

ДНК-полимераза

ДНК-полимеразы добавляют нуклеотиды к 3′-концу цепи ДНК. Если несоответствие случайно включено, дальнейшее удлинение полимеразы ингибируется. Вычитка удаляет несовпадающий нуклеотид, и расширение продолжается.

ДНК-полимеразы — это семейство ферментов, которые осуществляют все формы репликации ДНК. ДНК-полимеразы в целом не могут инициировать синтез новых цепей, а могут только удлинить существующую цепь ДНК или РНК в паре с цепью-матрицей. Чтобы начать синтез, необходимо создать короткий фрагмент РНК, называемый праймером , и спарить его с цепью ДНК-матрицы.

ДНК-полимераза добавляет новую цепь ДНК, удлиняя 3′-конец существующей нуклеотидной цепи, добавляя новые нуклеотиды, соответствующие цепочке матрицы, по одному за счет создания фосфодиэфирных связей . Энергия для этого процесса полимеризации ДНК происходит от гидролиза высокоэнергетических фосфатных (фосфоангидридных) связей между тремя фосфатами, прикрепленными к каждому неинкорпорированному основанию . Свободные основания с присоединенными к ним фосфатными группами называются нуклеотидами ; в частности, основания с тремя присоединенными фосфатными группами называются нуклеозидтрифосфатами . Когда нуклеотид добавляется к растущей цепи ДНК, образование фосфодиэфирной связи между проксимальным фосфатом нуклеотида и растущей цепью сопровождается гидролизом высокоэнергетической фосфатной связи с высвобождением двух дистальных фосфатов в виде пирофосфата. . Ферментативный гидролиз полученного пирофосфата в неорганический фосфат потребляет вторую высокоэнергетическую фосфатную связь и делает реакцию необратимой.

В целом, ДНК-полимеразы обладают высокой точностью, с частотой внутренних ошибок менее одной ошибки на каждые 10 ⁷ добавленных нуклеотидов. Кроме того, некоторые ДНК-полимеразы также обладают способностью корректировать; они могут удалять нуклеотиды с конца растущей нити, чтобы исправить несовпадающие основания. Наконец, механизмы восстановления несоответствия после репликации контролируют ДНК на предмет ошибок, будучи способными отличить несовпадения во вновь синтезированной цепи ДНК от исходной последовательности цепи. Вместе эти три шага дискриминации обеспечивают точность репликации менее одной ошибки на каждые 10 ⁹ добавленных нуклеотидов.

Скорость репликации ДНК в живой клетке сначала измеряли как скорость удлинения ДНК фага Т4 в инфицированной фагом E. coli . В период экспоненциального увеличения ДНК при 37 ° C скорость составила 749 нуклеотидов в секунду. Частота мутаций на пару оснований на репликацию во время синтеза ДНК фага Т4 составляет 1,7 на 10 ⁸ .

Процесс репликации

Обзор этапов репликации ДНК Шаги в синтезе ДНК

Репликация ДНК, как и все процессы биологической полимеризации, протекает в трех ферментативно катализируемых и скоординированных стадиях: инициация, удлинение и завершение.

Посвящение

Роль инициаторов в инициации репликации ДНК. Формирование пререпликационного комплекса.

Чтобы клетка могла делиться , она должна сначала воспроизвести свою ДНК. Репликация ДНК — это процесс по принципу «все или ничего»; как только репликация начинается, она продолжается до завершения. После завершения репликации она не повторяется в том же клеточном цикле. Это стало возможным благодаря разделению инициации комплекса пререпликации .

Пререпликационный комплекс

В позднем митозе и ранней фазе G1 большой комплекс белков-инициаторов собирается в пререпликационный комплекс в определенных точках ДНК, известных как « источники ». В E. coli первичным белком-инициатором является DnaA ; в дрожжах это комплекс распознавания происхождения . Последовательности, используемые белками-инициаторами, обычно «богаты АТ» (богаты основаниями аденина и тимина), потому что пары оснований АТ имеют две водородные связи (а не три, образованные в паре CG), и, таким образом, их легче разделить на цепи. У эукариот комплекс распознавания ориджина катализирует сборку белков-инициаторов в пререпликационный комплекс. Cdc6 и Cdt1 затем связываются со связанным комплексом распознавания источника в источнике, чтобы сформировать более крупный комплекс, необходимый для загрузки комплекса Mcm на ДНК. Комплекс Mcm — это геликаза, которая распутывает спираль ДНК в источниках репликации и вилках репликации у эукариот. Комплекс Mcm рекрутируется на поздней фазе G1 и загружается комплексом ORC-Cdc6-Cdt1 на ДНК посредством АТФ-зависимого ремоделирования белка. Загрузка комплекса Mcm на исходную ДНК знаменует завершение образования пререпликационного комплекса.

Если условия окружающей среды прямо в поздней фазе G1, G1 и G1 / S циклин — Cdk комплексы активируются, которые стимулируют экспрессию генов , которые кодируют компоненты ДНК синтетической техники. Активация G1 / S-Cdk также способствует экспрессии и активации комплексов S-Cdk, которые могут играть роль в активации источников репликации в зависимости от вида и типа клеток. Контроль этих Cdk варьируется в зависимости от типа клеток и стадии развития. Эта регуляция лучше всего понятна у почкующихся дрожжей , где S-циклины Clb5 и Clb6 в первую очередь ответственны за репликацию ДНК. Комплексы Clb5,6-Cdk1 непосредственно запускают активацию ориджинов репликации и, следовательно, необходимы на протяжении S фазы для непосредственной активации каждого ориджина.

Сходным образом Cdc7 также необходим через S-фазу для активации источников репликации. Cdc7 не активен на протяжении клеточного цикла, и его активация строго рассчитана по времени, чтобы избежать преждевременной инициации репликации ДНК. В конце G1 активность Cdc7 резко возрастает в результате ассоциации с регуляторной субъединицей Dbf4 , которая напрямую связывается с Cdc7 и способствует его протеинкиназной активности. Было обнаружено, что Cdc7 является ограничивающим скорость регулятором активности происхождения. Вместе G1 / S-Cdks и / или S-Cdks и Cdc7 взаимодействуют, чтобы непосредственно активировать источники репликации, что приводит к инициации синтеза ДНК.

Преинициативный комплекс

В ранней S фазе активация S-Cdk и Cdc7 ведет к сборке преинициативного комплекса, массивного белкового комплекса, сформированного в начале. Формирование преинициативного комплекса вытесняет Cdc6 и Cdt1 из исходного репликационного комплекса, инактивируя и разобирая пре-репликационный комплекс. Загрузка преинициативного комплекса в ориджин активирует геликазу Mcm, вызывая раскручивание спирали ДНК. Комплекс преинициации также загружает в ДНК α-примазу и другие ДНК-полимеразы.

После того, как α-примаза синтезирует первые праймеры, соединения праймер-матрица взаимодействуют с загрузчиком зажима, который загружает скользящий зажим на ДНК, чтобы начать синтез ДНК. Компоненты комплекса преинициации остаются связанными с вилками репликации по мере их выхода из источника.

Удлинение

ДНК-полимераза обладает 5′ – 3 ′ активностью. Все известные системы репликации ДНК требуют наличия свободной 3′- гидроксильной группы, прежде чем можно будет начать синтез (примечание: матрица ДНК читается в направлении от 3 ‘к 5’, тогда как новая цепь синтезируется в направлении от 5 ‘к 3’ — это часто бывает смущенный). Различают четыре различных механизма синтеза ДНК:

1. Все клеточные формы жизни и многие ДНК- вирусы , фаги и плазмиды используют примазу для синтеза короткого праймера РНК со свободной 3′-ОН-группой, которая впоследствии удлиняется ДНК-полимеразой.
2. Ретроэлементы (включая ретровирусы ) используют РНК переноса, которая запускает репликацию ДНК, обеспечивая свободный 3′-ОН, который используется для удлинения обратной транскриптазой .
3. В аденовирусах и φ29 семействе бактериофагов , то ‘ОН группа 3 обеспечиваются боковой цепью аминокислоты генома присоединен белок (терминал белка) , к которому добавлены нуклеотиды с помощью ДНК — полимеразы , чтобы сформировать новую нить.
4. В одноцепочечных ДНК-вирусах — группе, которая включает цирковирусы , геминивирусы , парвовирусы и другие, — а также во многих фагах и

Определение первичных цветов по Merriam-Webster

первичная | \ Prī-ˌmer-ē, prī-mə-rē, ˈprīm-rē \ 1 : первый по времени или развитию : примитивный первичный этап цивилизации первичное поражение болезни 2a : первого ранга , важность или значение : основная основная цель c : , относящаяся к основным маховым перьям птичьего крыла или составляющая их

d : или относящаяся к сельскому, лесному и добывающему хозяйству или к ним продукты

e : выразительные настоящего или будущего времени первичное время

f : , относящееся или составляющее наиболее сильное из трех или четырех степеней ударения, признанных большинством лингвистов первый слог баскетбол несет в себе основное ударение

b : не производное от других цветов, запахов или вкусов

c : подготовка к чему-то еще в продолжающемся процессе начальное образование

d : начальной школы или относящейся к ней начальное образование

e : первичных выборов или связанных с ними первичный кандидат

f : , принадлежащий к первой группе или порядку в последовательных подразделениях, комбинациях или ответвлениях первичные нервы

г : получены непосредственно из руд первичные металлы

h : , относящиеся к аминокислотной последовательности белков или являющиеся их аминокислотной последовательностью первичная структура белка

4 : , возникающая в результате замещения одного из двух или более атомов или групп в молекуле первичный амин, особенно : , представляющий собой атом углерода, имеющий связь только с одним другим атомом углерода

5 : , относящийся к первичной меристеме, включающий в себя или производный от него первичные ткани первичный рост

6 : , относящиеся к производству органических веществ зелеными растениями или участвующие в их производстве первичная продуктивность

7 : оказание первичной медико-санитарной помощи первичный врач

1 : то, что стоит первым по рангу, важности или значению : фундаментальный — обычно используется во множественном числе

2 : небесное тело, вокруг которого вращаются одно или несколько других небесных тел, особенно : более массивный, как правило, более яркий компонент двойной звездной системы

b : ощущение видения основных цветов

b : выборы, на которых квалифицированные избиратели выдвигают или выражают предпочтение определенного кандидата или группы кандидатов на политическую должность , выберите партийных чиновников или выберите делегатов для партийного съезда

6 : Катушка, которая подключена к источнику электричества в индукционной катушке или трансформаторе

— также называется первичной обмоткой.

Определение первичной обмотки по Merriam-Webster

pri · ma · ry | \ Prī-ˌmer-ē, prī-mə-rē, ˈprīm-rē \ 1 : первый по времени или развитию : примитивный первичный этап цивилизации первичное поражение болезни 2a : первого ранга , важность или значение : основная основная цель c : , относящаяся к основным маховым перьям птичьего крыла или составляющая их

d : или относящаяся к сельскому, лесному и добывающему хозяйству или к ним продукты

e : выразительные настоящего или будущего времени Первичное время

f : , относящееся или составляющее наиболее сильную из трех или четырех степеней ударения, признанных большинством лингвистов первый слог баскетбол несет в себе основное ударение

b : , не производное от других цветов, запахов или вкусов

c : , подготовка к чему-то еще в продолжающемся процессе начальное образование

d : начальной школы или относящейся к ней начальное образование

e : первичных выборов или связанных с ними первичный кандидат

f : , принадлежащий к первой группе или порядку в последовательных подразделениях, комбинациях или ответвлениях первичные нервы

г : получены непосредственно из руд первичные металлы

h : , относящиеся к аминокислотной последовательности белков или являющиеся их аминокислотной последовательностью первичная структура белка

4 : , возникающая в результате замещения одного из двух или более атомов или групп в молекуле первичный амин, особенно : , представляющий собой атом углерода, имеющий связь только с одним другим атомом углерода

5 : , относящийся к первичной меристеме, включающий в себя или производный от него первичные ткани первичный рост

6 : , относящиеся к производству органических веществ зелеными растениями или участвующие в их производстве первичная продуктивность

7 : оказание первичной медико-санитарной помощи первичный врач

1 : то, что стоит первым по рангу, важности или значению : фундаментальный — обычно используется во множественном числе

2 : небесное тело, вокруг которого вращаются одно или несколько других небесных тел, особенно : более массивный, как правило, более яркий компонент двойной звездной системы

b : ощущение видения основных цветов

b : выборы, на которых квалифицированные избиратели выдвигают или выражают предпочтение определенного кандидата или группы кандидатов на политическую должность , выберите партийных чиновников или выберите делегатов для партийного съезда

6 : катушка, которая подключена к источнику электричества в индукционной катушке или трансформаторе

— также называется первичной обмоткой

первичная функция — голландский перевод — Linguee

Это может помешать t he i r основная функция o f p roviding quick […] выплата вкладов в случае банкротства банка. eur-lex.europa.eu	Дит кан в де […] weg staa n van hun primaire functie om bij een b ankfaillissement […] in een snelle uitbetaling van deposito’s te voorzien. eur-lex.europa.eu
T h e основная функция o f t он значки для […] Код служит сигналом для участников, определяющих, кто играет важную роль или много знает. surf.nl	D e ba dge s functioneren v oor al al s signal […] for deelnemers om te bepalen wie een belangrijke rol spelen of veel kennis bezitten. surf.nl
Природопользование в […] сохранение t h e основная функция o f t he sites, […] плюс целый ряд природных функций в рамках этой структуры. en.biodiversiteit.nl	Natuurbeheer в […] samenhang me t de primai re functie va n de te rreinen, […] binnen dat kader gericht op het hele Spectrum aan natuurdoelen. biodiversiteit.nl
Экологические профили включают в себя ряд функций, например […] индикация n o f основная функция , e xt ent смешивания, […] Плотность застройки, экология […] категорий бизнес-функций и характеристик доступности. havenamsterdam.nl	De milieutypen bestaan ​​uit een aantal kenmerken zoals een […] duiding v an de hoofdfunctie, de m at e van menging, […] de bebouwingsdichtheid, de milieucategorieën […] van de bedrijfsfuncties en bereikbaarheidskarakteristieken. havenamsterdam.nl
T h e основная функция o f a садоводство есть и остается […] производство продуктов питания для наших граждан. europarl.europa.eu	D e belangrijk st e functie v an de land bo uw is […] en blijft de productie van voedsel for onze burgers. europarl.europa.eu
Например, t h e основная функция o f t he $ key используется для включения или выключения калькулятора. vicinno.com	De hoofdfunctie van de $ -toets bijvoorbeeld, является het in uitschakelen van de rekenmachine. vicinno.com
I t s основная функция i s « быть милым», […] , для которого не требуется питание от аккумулятора, а воспроизведение звуков является дополнительной функцией. b2bweee.com	Het maken van geluid is […] een bijkomst ig e functie m aa r niet de […] primaire functie. b2bweee.com
T h e основная функция o f отображается ключ […] буквами, напечатанными белым на верхней стороне клавиши. vicinno.com	D e primair e functie v an ee n toets […] wordt aangegeven door de witte tekens op het bovenste gedeelte van de toets. vicinno.com
T h e основная функция o f s ilica gel предназначен для […] защищает упакованное содержимое от внутреннего увлажнения путем контроля и / или […] обезжиривает от влажности в закрытой упаковке. aluglas.nl	Силикагель w ordt primair gebruikt om ve rpakte […] producten te beschermen tegen vocht door het vochtgehalte binnen de verpakking […] te beheersen en / of te verlagen. aluglas.nl
Развитие подветренного парка повышает уровень […] вопросы, как в отношении t h e первичная функция o f c защита яичка и другие, […] вспомогательных функций. Innovatienetwerk.org	De ontwikkeling van een luwtepark […] roept vragen op zowel ten aanzien van de […] primair e beoogd e functie ( kustv er dediging), как десять aanzien van de ande re functions . Innovatienetwerk.org
T h e основная функция o f t he Лиссабонский договор […] для обеспечения дополнительной работы и дополнительного дохода для всех десятков тысяч […] человек, которые в настоящее время прямо или косвенно зависят от Европейского Союза в плане средств к существованию. europarl.europa.eu	D e voornaamste functie van h et ​​ Verdr ag van Lissabon […] — это дополнительная работа и дополнительная работа для изготовления штампа […] nu rechtstreeks of косвенный van de Europese Unie afhankelijk zijn voor hun levensonderhoud. europarl.europa.eu
Помимо t he i r основная функция a s t концы […] для поездов и пунктов отправления и назначения для миллионов путешественников […] и пассажиры каждый день, многие вокзалы также предоставляют населению важные товары и услуги. heringinternational.com	Naast hu n primai re functie al s „ st opplaats“ […] voor treinen, uitgangspunt en eindbestemming van dagelijks miljoenen reizigers […] en forenzen, hebben veel station ook belangrijke take op het gebied van verzorging en dienstverlening. heringinternational.com
Напротив, мягкая игрушка, которая при прикосновении издает звуки, генерируемые электроникой, не зависит от […] на электроэнергию выполнить i t s основная функция . b2bweee.com	Een dergelijk artikel kan ook zonder batterij naar behore n […] functioneren omd at d e primair e functie « knu ffel be est». b2bweee.com
Убираем вывеску бренда в кризис […] приводит нас к t h e основная функция o f a brand. blog.remarkable.be	Het merkteken weghalen in crisissituaties […] бренды b ij de prima ir e functie v an een mer k . blog.remarkable.be
Скорость, т ч e основная функция , a lw ays отображает […] в режиме езды. media.bontrager.com	De pr im aire functie , sne lh eid, wordt in de […] modus Rijden altijd weergegeven. media.bontrager.com
С назначением Николаса, член семьи, Денис Солвей, w ho s e основная функция w a s , чтобы быть основным контактным лицом между семьей акционеры и председатель совета директоров перестанут исполнять обязанности вице-президента, но, разумеется, останутся […] член Правления. solvay.com	Rekenin g houdend m et de benoeming van Nicolas, een familielid, zal Denis Solvay, die de essentiële rol vervulde van bevoorrechte gesprekspartner van de familiale aandeelhouders en de Voorzijnor funzitter van de Raven. solvay.com
T h e основная функция o f a CRIS is […] для регистрации результатов, связанных с рабочими отношениями автора / авторов и финансированием соответствующего исследования. surf.nl	D e hoofdfunctie va n een C RIS де […] регистратор выходных данных, gekoppeld aan de werkrelatie (s) van de auteur (s) en aan de financialing van dat onderzoek. surf.nl
Росситер […] указывает, что t h e основная функция o f a creativeindustry […] работник должен создавать интеллектуальную собственность (> E). скор.нл	Rossiter wijst erop […] dat h et ​​ de pri mai re functie va n d e wer kn Emer in […] de creative industry is om intellectueel eigendom (> E) te creëren. скор.нл
T h e основная функция o f t он связанный электронный […] Схема драйвера , подключенная к ячейке, должна минимизировать эту разность потенциалов […] путем пропускания тока между рабочим электродом и противоэлектродом, при этом измеряемый ток пропорционален концентрации целевого газа. honeywellanalytics.com	D e belangrijks te functie va n d e g ekopp el de elektronische […] stuurkring aangesloten op de cel is dit Potentiaalverschil te verminderen […] door stroom te sturen tussen de werkende elektrode en de tegenelektrode. honeywellanalytics.com
Заработная плата должна быть заново открыта t he i r основная функция , w hi Это не задача максимизации прибыли, а обеспечение работникам достойной жизни и безопасности в их жизни. существование. monsalaire.be	De lonen moeten hun oorspronkelijke bedoeling terugkrijgen: zorgen voor een waardig leven en bestaanszekerheid voor de werknemers en niet zo hoog mogelijke winsten productions. monsalaire.be
Это количество льда имеет т h e основная функция o f p защита продукта от обезвоживания, пока он заморожен. heiploeg.nl	Deze hoeveelheid ijs heeft primair d e functie o m het tegen uitdroging in bevroren toestand te beschermen. heiploeg.nl
I t s основная функция i s t o кодировать видео и […] управляющие данные для передачи по IP-сети. ресурс.boschsecurity.com	D e belangrijkste functie da arva n is h et coderen […] видеофайлов и передача видео через IP-сеть. resource.boschsecurity.com
I t s основная функция — до автоматически […] конвертировать текст в речь — это совершенно новое. sparkdesign.nl	De prim ai re functie om a utomatisch […] tekst naar spraak om te zetten is volledig nieuw. sparkdesign.nl
T h e основная функция — pr otection of the […] стенка трубы от внешнего воздействия. evek.biz	D e prim air e functie — de be scher mi ng van […] d e buiswand a externe beïnvloeding. evek.nl
Мы не считаем, что есть какие-то заслуги в более регулярном информировании специалиста по комплаенсу, поскольку это не решает реальной проблемы, которая заключается в том, что члены этих советов должны уделять достаточно времени, чтобы t he i r основная функция a n d не должно иметь противоречивых интересов. kpn.com	Eventuele gezondheidsrisico’s die de bevolking hiermee in verband brengt, kunnen nationale en lokale autoriteiten ertoe bewegen beperkingen op te leggen aan de bouw van zendmasten, de vernieuwing van netwerken en de vervanging van bestaande антенн андереструктурной инфраструктуры. kpn.com

Функциональные области мозга и их удивительные возможности

Классическое представление о человеческом мозге — это командный центр вашей нервной системы.Однако исследования показывают, что это намного сложнее, чем просто коммутатор между ушами.

Ваш мозг настолько могущественен и разнообразен, что трудно назвать все его функции. Нейробиологи попытались разбить различные части мозга, чтобы объяснить его структуру.

Они известны как функциональных областей мозга .

В этой статье мы исследуем эти различные области мозга и их функции.

Как работает мозг?

Структура человеческого мозга представляет собой иерархию, состоящую из примерно 85 миллиардов нейронов.Эти нейроны посылают сигналы через 18–32 триллиона крошечных пространств, называемых синапсами. Каждый синапс может передавать сигнал 0,1–2 раза в секунду. Это соответствует от 18 до 640 триллионов сигналов, которые ваш мозг отправляет и принимает каждую секунду.

Вдобавок ко всему, он хранит часть передаваемой информации в виде памяти. Как система хранения данных долговременный жесткий диск мозга может быть бесконечным. Например, электрические импульсы могут вызывать воспоминания, которые, как предполагалось, были давно забыты.Считается, что мозг может запоминать все от рождения до смерти.

Какая основная часть мозга?

Кора головного мозга — это то, что отличает человеческий мозг от других организмов. Он организован во многих физических масштабах, начиная с уровня отдельных нейронов и заканчивая функциональными системами.

Текущие исследования функциональной визуализации классифицируют структуру мозга на три уровня. Это области, сети и системы.

В основном известно, что мозг состоит из функциональных областей, которые объединены в сети.Однако абсолютный вклад каждой области в поведение еще предстоит должным образом определить.

Новые крупные исследования объединяют данные изображений мозга и поведенческие данные. Это позволяет исследователям изучать более широкие данные о моделях сканирования мозга, сравнивая нейронные маркеры и функциональные результаты.

Левое полушарие мозга против правого полушария

Во-первых, мозг человека делится на левое и правое полушария. Они связаны пучком нервных волокон, называемым мозолистым телом.Две стороны сильно, хотя и не полностью симметричны.

Левое полушарие управляет мышцами правой стороны тела. Затем правое полушарие контролирует левую сторону. Одно полушарие может быть немного доминирующим. Вроде левша или правша.

В чем разница между мышлением левого и правого полушария?

Идея «левого полушария мозга» и «правого полушария» — качества, не подтвержденные исследованиями. Однако между этими областями есть некоторые важные различия.Левое полушарие содержит области, участвующие в речи и языке (область Брока и область Вернике). Он также выполняет математические вычисления и поиск фактов. Это считается логической или академической стороной мозга.

Правое полушарие мозга играет роль в зрительных, слуховых и пространственных навыках. Обычно считается, что они приравниваются к художественным способностям, которые считаются более инстинктивными или творческими по своей природе. Однако в этих функциях задействованы оба полушария.

Сканирование изображений показывает, что люди используют разные пропорции своего мозга.Когда вы используете свой мозг, вы задействуете и левую, и правую функциональные области.

Функциональные области коры головного мозга

Различные области коры головного мозга контролируют разные функции.

Самый большой участок человеческого мозга — головной мозг. Он также известен как кора головного мозга и контролирует многие мысли и процессы, которые мы приравниваем к человеческому разуму. Он больше всего отличает нас от других существ.

1) Зрительная кора

Первичная зрительная кора головного мозга находится в задней части человеческого мозга.Это называется затылочной долей и находится в левом и правом полушариях.

Он объединяет и обрабатывает визуальные данные, передаваемые сетчаткой.

Он разделен на пять различных областей (от V1 до V6) в зависимости от функций и структуры.

V1 реагирует на определенные типы визуальных сигналов, такие как ориентация краев и линий.

V2 получает и обрабатывает данные от V1. Клетки в этой области реагируют на цвет, пространственную частоту, умеренно сложные паттерны и ориентацию.V2 отправляет соединения обратной связи к V1 и имеет прямые соединения с V3-V5.

V3 находится непосредственно перед V2. Некоторые исследователи полагают, что эта территория подразделяется на два-три участка. Дорсальный V3 получает входные данные от V2 и из первичной зрительной области и проецируется на заднюю теменную кору. Ventral V3 (VP) имеет связи с первичной зрительной областью и более сильные связи с нижней височной корой.

V4 — менее изученная область, связанная с избирательным вниманием.Как и V2, V4 настроен на ориентацию, пространственную частоту и цвет. В отличие от V2, в V4 настраиваются некоторые детали сложности, например простые формы.

V5 , как считается, играет важную роль в восприятии движения, интеграции локальных сигналов движения в глобальное восприятие и управлении некоторыми движениями глаз.

V6 , по-видимому, реагирует на зрительные стимулы, связанные с самодвижением ^[ и стимуляцией широкого поля

2) Площадь ассоциации

Часть височной доли коры головного мозга.Он получает данные из нескольких областей; Области ассоциаций интегрируют поступающую сенсорную информацию, а также образуют связи между сенсорной и моторной областями.

3) Область моторных функций

Находится в задней части лобной коры (верхняя часть головы). Моторная кора посылает мышечные сигналы по спинному мозгу. Левая моторная кора контролирует правую сторону тела, а правая моторная кора контролирует левую сторону тела.

Далее делится на:

• Премоторная кора — выбирает группу мышц, необходимую для действия.Например, чтобы ударить по футбольному мячу, нужно задействовать группу мышц правой ноги.
• Первичная моторная кора — посылает сигналы мотонейронам спинного мозга для стимуляции намеченных мышц.
• Дополнительная моторная кора — контролирует движения, требующие двух групп мышц. Например. Поднимите коробку двумя руками.

Однако некоторые из других моторных областей головного мозга также играют роль в определенных моторных функциях

4) Площадь Брока

Область мозга Брока и Вернике. Источник

Расположен внутри лобной доли и имеет решающее значение для воспроизведения речи. В левом полушарии он больше, чем в правом. Эта разница в размерах коррелирует с преобладанием языка.

5) Слуховая

Основная слуховая зона. Источник

Слуховая кора принимает сигналы от ушей через нижние части слуховой системы. Затем он передает сигналы обратно в эти области и другие части коры головного мозга.

Он был разделен на первичную (A1) и вторичную (A2), а также на дополнительные зоны ассоциации.

Новейшие отделы слуховой коры:

• ядро ​​(включая А1),
• ремень
• парапояс.

Ремень — это область, непосредственно окружающая сердечник. Парапояс прилегает к боковой стороне ремня

6) Эмоциональная зона

Эмоциональная кора головного мозга связывает головной мозг с лимбической системой.Источник

Эмоциональная кора находится в центральной нижней части головного мозга. Сингулярная извилина — это часть головного мозга, которая расположена ближе всего к лимбической системе , чуть выше мозолистого тела. Он связан с лимбической системой и работает, когда подкорковые структуры встречаются с корой головного мозга. Структуры лимбической системы участвуют в мотивации, эмоциях, обучении.

Приоритетная функция Первичная — Большая химическая энциклопедия

Оценка временных ограничений используется в качестве основной приоритетной функции.Для оператора% a, который помещается на шаг управления, временные ограничения, которые включают Xa относительно ранее запланированных операторов, оцениваются путем подсчета количества шагов управления между ними. Это значение сравнивается со значением каждого ограничения, чтобы определить, удовлетворяется ли ограничение. [Pg.120]

Во время выполнения алгоритма CSTEP функция первичного приоритета оценивает операторы готовности данных для планирования на текущем этапе управления csjj. Сначала рассматривается влияние этого размещения на минимальные временные ограничения.Если планирование оператора на текущем этапе управления нарушает любые ограничения минимального времени, это размещение считается слишком ранним и должно быть отложено до более позднего этапа управления. Это … [Стр.120]

Модели количественного отношения структура-активность (QSAR) доказали свою полезность, как с фармацевтической, так и с токсикологической точки зрения, для идентификации химических веществ, которые могут взаимодействовать с ER. Хотя их основная функция на фармацевтическом предприятии — открытие и оптимизация высокоаффинных лигандов ER, модели QSAR могут играть важную роль в токсикологии в качестве инструмента для определения приоритетов при оценке риска.[Pg.292]

Основная функция коммерческого разработчика красителей — разработать систему красителей, отвечающую требованиям заказчика. Иногда невозможно подобрать идеальное сочетание. В этих случаях разработчик цветовых решений должен попытаться выяснить, какой критерий — качество (близость соответствия) или стоимость — является приоритетом для клиента. [Pg.263]

Основная или основная группа и группы поддержки часто используются для того, чтобы количество членов команды оставалось небольшим. Графическая иллюстрация этого типа ядра и группы поддержки показана на рис.3. Члены основной группы представляют различные функции организации, обладают значительными полномочиями и ответственностью в организации (особенно для высокоприоритетных проектов) и имеют как специалиста / технического, так и универсального специалиста / … [Pg.3017]

Функция сердечно-сосудистой системы — поддерживать адекватную перфузию тканей. Сердечный выброс — это произведение частоты сердечных сокращений (ритма) и сократимости сердца (что приводит к увеличению ударного объема). Эти факторы находятся под контролем нейрональных, гормональных и механических систем.Фармакологические манипуляции с любым из этих факторов приведут к изменениям сердечно-сосудистой функции и, следовательно, периферического кровотока. В медицине человека основной целью является увеличение продолжительности жизни, в то время как поддержание работоспособности и качества жизни являются основными приоритетами в медицине лошадей. [Стр.193]

Клиническая инженерия определяет оборудование жизнеобеспечения в базе данных AIMS. Определение оборудования для жизнеобеспечения, принятое в клинической инженерии, — это медицинские устройства, предназначенные для поддержания жизни, неспособность которых выполнять свою основную функцию при использовании в соответствии с инструкциями производителя и клиническим протоколом, как ожидается, приведет к неминуемой смерти в отсутствие немедленной смерти. вмешательство.Обслуживание оборудования жизнеобеспечения является наивысшим приоритетом в управлении медицинским оборудованием. Цель соблюдения графика проверок — 100%. [Pg.269]

Экстремальные меры по восстановлению обычно применяются только при возрастании серьезности проблемы. Например, если мера восстановления функции безопасности может привести к серьезному повреждению важного оборудования станции (например, насоса теплоносителя первого контура, вторичной системы и т. Д.), Эта мера будет принята только тогда, когда все другие возможные меры восстановления были опробованы и не дали результата. .Действия, которые необходимо предпринять, являются исключительно приоритетными. Оптимальные процедуры восстановления обычно должны быть написаны таким образом, чтобы защитить целостность систем и оборудования станции. Однако, поскольку системы и оборудование станции имеют более низкий приоритет, чем активная зона реактора, и предотвращение выброса радиоактивности, они будут принесены в жертву, прежде чем последний сможет произойти. [Стр.30]

Университеты часто могут предложить высокотехнологичную или научно ориентированную работу и доступ к чувствительным приборам, но иногда их приоритеты в отношении сроков поставки менее согласованы с потребностями отрасли.Конфиденциальность также часто может быть проблемой, поскольку в университетах будет наблюдаться высокая пропускная способность студентов и, возможно, сотрудников, что затрудняет контроль и сохранение конфиденциальности. Это связано с тем, что академические учреждения выполняют две основные функции: обучение и исследования; конкретные услуги для промышленности будут иметь более низкий приоритет, если не будут созданы специальные возможности, такие как дополнительные консультационные услуги. [Pg.386]

---

Что такое первичная функция тромбоцитов? (с иллюстрациями)

Тромбоциты — это специализированные клетки, которые являются важными компонентами крови.Основная функция тромбоцитов — предотвратить чрезмерное внутреннее или внешнее кровотечение после травмы. Тромбоциты помогают временно изолировать место раны, отделяясь от других тромбоцитов и прилипая к обнаженным поврежденным краям кровеносных сосудов. Процесс, при котором тромбоциты перестают прилипать к стенкам сосудов, чтобы остановить кровотечение, известен как гемостаз. Когда у человека наблюдается аномально высокое или низкое количество тромбоцитов из-за одного из нескольких заболеваний крови, это может привести к чрезвычайным ситуациям, таким как кровотечение или чрезмерное свертывание крови.

Диаграмма состава крови, показывающая тромбоциты.

По сравнению с эритроцитами и лейкоцитами тромбоциты очень маленькие и легкие. Когда кровь течет через сосуд, легкие тромбоциты вытесняются по периметру кровотока, где они окружают другие клетки крови и контактируют со стенками сосудов.Обычно тромбоциты легко скользят по этим стенкам, которые известны как эндотелий. Когда порез, прокол, царапина или внутренняя травма приводят к разрыву эндотелия, тромбоциты работают, чтобы свернуть кровь и предотвратить ее постоянный выход из раны.

Образование сгустка крови — важная часть основной функции тромбоцитов.

Основная функция тромбоцитов — прилипать к обнаженным эндотелиальным клеткам, создавая барьер против чрезмерной кровопотери. Сначала тромбоциты отделяются друг от друга и прикрепляются к открытым участкам, где связываются с химическим веществом, называемым фибриногеном. Этот синтез создает белок фибрин, который образует крошечную, почти нитевидную границу, которая не дает крови течь через рану.Пломба, созданная фибрином, со временем высыхает и затвердевает, оставляя струп или синяк. Многие различные витамины и минералы важны для обеспечения эффективной функции тромбоцитов и синтеза фибрина, включая кальций, витамин А и витамин К.

Нарушение функции тромбоцитов может привести к кровотечению, что потребует переливания крови.

Свертывание крови — абсолютно необходимый процесс для предотвращения потенциально серьезных или даже опасных для жизни состояний. Нарушение функции тромбоцитов может способствовать тромбозу, то есть чрезмерному свертыванию крови, или кровотечению, резкой потере крови через открытую рану. Гемостаз может быть нарушен, если определенные врожденные или приобретенные состояния влияют на функцию или производство тромбоцитов.

Низкое количество тромбоцитов может вызвать спонтанное кровотечение из носа.

Человек с необычно высоким количеством тромбоцитов, состоянием, известным как тромбоцитоз, подвержен риску чрезмерного свертывания крови в конечностях или головном мозге.Сгустки препятствуют кровотоку и препятствуют проникновению кислорода в мозг, что может привести к инсульту или необратимому повреждению мозга. Низкое количество тромбоцитов, называемое тромбоцитопенией, может вызвать кровотечение и спонтанное кровотечение из кожи или носа. При своевременном обнаружении тромбоцитоза или тромбоцитопении врачи могут назначить лекарства и устранить первопричины для восстановления нормальной функции тромбоцитов.

Врач может назначить лекарства для восстановления нормальной функции тромбоцитов.Основная функция тромбоцитов заставляет кровь свертываться, когда на внешних слоях кожи появляются царапины или порезы. Фибрин соединяется с тромбоцитами и клетками крови, образуя сгусток, который закупоривает разорванные кровеносные сосуды. .