Основные принципы репликации ДНК

1. Субстратами, из которых синтезируются новые цепи ДНК, являются дезоксинуклеозид три фосфаты (дНТФ), а не дезоксинуклеозид моно фосфаты (дНМФ).

Рис. 21. Присоединение дезоксинуклеозидтрифосфата
к синтезируемой цепи ДНК при репликации

В ходе включения в цепь ДНК от каждого нуклеотида отщепляется два фосфатных остатка в виде пирофосфата, который вскоре гидролизуется до фосфатов (рис. 21). Использование именно дНТФ, а не дНМФ объясняется энергетическими причинами. Образование межнуклеотидной связи требует энергии, ее источником служит разрыв межфосфатной связи.

2. Репликация ДНК – матричный процесс: каждая дочерняя цепь ДНК строится, используя в качестве матицы исходную (родительскую) ДНК. В основе такого построения – принцип комплементарности: из четырех возможных нуклеотидов в состав растущей цепи включается в данный момент тот, который комплементарен нуклеотиду родительской цепи.

3. Репликация – процесс симметричный: матрицами служат обе цепи родительской ДНК. Также его можно назвать полуконсервативным: по завершении репликации исходные молекулы ДНК оказываются наполовину обновленными. В каждой из дочерних молекул одна цепь – родительская, а вторая – вновь синтезированная.

4. Удлинение цепи ДНК всегда происходит в направлении от 5′-конца к 3′-концу, т. е. очередной нуклеотид присоединяется к 3′-концу растущей цепи. Синтезируемая цепь антипараллельна матричной цепи. Следовательно, последняя считывается в направлении 3′®5′.