Репликация ДНК

Репликация ДНК

Репликация — это процесс самоудвоения молекулы ДНК, в результате которого из одной двойной спирали образуются две идентичные дочерние. Репликация лежит в основе передачи наследственной информации при делении клетки: перед митозом каждая молекула ДНК должна быть точно скопирована.

Полуконсервативный механизм

Удвоение идёт по полуконсервативному принципу: каждая из двух дочерних молекул содержит одну старую (материнскую) цепь и одну вновь синтезированную. Сначала специальные ферменты разрывают водородные связи, и двойная спираль расплетается на две одиночные цепи, каждая из которых служит матрицей.

Ход репликации

На каждой материнской цепи по принципу комплементарности достраивается новая. Сборку ведёт фермент ДНК-полимераза, присоединяя нуклеотиды строго напротив: к аденину — тимин, к гуанину — цитозин.

матрица: А Т Г Ц А Т

новая: Т А Ц Г Т А

Этап	Что происходит
Расплетание	разрыв водородных связей, образование двух цепей
Достраивание	ДНК-полимераза подбирает комплементарные нуклеотиды
Соединение	сшивание нуклеотидов в непрерывную цепь

Когда происходит репликация

Удвоение ДНК идёт в синтетический (S) период интерфазы — той части жизненного цикла клетки, которая предшествует делению. До репликации каждая хромосома состоит из одной молекулы ДНК, после неё — из двух одинаковых, соединённых в центромере сестринских хроматид. Именно поэтому перед митозом удваивается весь генетический материал, чтобы две дочерние клетки получили его поровну.

Значение репликации

Благодаря репликации обе дочерние клетки после деления получают полный и одинаковый набор наследственной информации. Точность копирования очень высока: специальные ферменты проверяют и исправляют большинство ошибок (репарация). Тем не менее редкие неисправленные ошибки сохраняются — они становятся источником генных мутаций и материала для естественного отбора и эволюции. Так репликация обеспечивает и постоянство наследственности, и её небольшую изменчивость.

Антипараллельность цепей

Две цепи ДНК направлены навстречу друг другу (антипараллельны). Поскольку ДНК-полимераза способна наращивать цепь только в одном направлении, одна новая цепь собирается непрерывно, а вторая — отдельными короткими участками, которые затем сшиваются вместе. Это усложняет процесс, но обеспечивает точное копирование обеих цепей.

Частые ошибки. Не путайте репликацию (удвоение ДНК) с транскрипцией (синтез РНК на ДНК). При репликации образуются две молекулы ДНК, при транскрипции — молекула РНК. Репликация происходит в синтетический период интерфазы, до начала митоза, а не во время самого деления.

Кратко о главном

• Репликация — самоудвоение ДНК перед делением клетки.
• Механизм полуконсервативный: одна цепь старая, одна новая.
• Достраивание ведёт ДНК-полимераза по принципу комплементарности.
• Обеспечивает точную передачу наследственной информации.