Задание 2. Напишите схему репликации ДНК (репликативную вилку) и подробно распишите этапы этого процесса.

При репликации каждая из двух исходных цепей ДНК служит матрицей для синтеза новой комплементарной цепи. Репликация полуконсервативная: в каждой дочерней молекуле одна цепь исходная, другая — новая.

Схема репликативной вилки (синтез новых цепей идёт в направлении 5′→3′):

репликативная вилка →
Матрица: 3′ ─────────────────── 5′
Ведущая цепь: 5′ ─────────────────── 3′ непрерывный синтез
Матрица: 5′ ─────────────────── 3′
Отстающая: 3′ ─── 5′ 3′ ─── 5′ фрагменты Оказаки
← синтез каждого фрагмента

1. Геликаза расплетает двойную спираль и разрывает водородные связи между комплементарными основаниями. Образуется репликативная вилка.

2. Топоизомераза уменьшает скручивание ДНК впереди вилки, а специальные белки стабилизируют разошедшиеся цепи.

3. Праймаза синтезирует короткие РНК-затравки: ДНК-полимераза не может начать синтез новой цепи без затравки.

4. ДНК-полимераза присоединяет нуклеотиды по принципу комплементарности: напротив A — T, напротив G — C. Новая цепь всегда растёт в направлении 5′→3′. Ведущая цепь синтезируется непрерывно, а отстающая — отдельными фрагментами Оказаки.

5. РНК-затравки удаляются и заменяются ДНК-нуклеотидами. ДНК-лигаза соединяет фрагменты Оказаки в непрерывную цепь.

6. ДНК-полимеразы проверяют и исправляют часть ошибок. В результате образуются две одинаковые молекулы ДНК.