Этапы репликации:

1. инициация,

2. элонгация,

3. терминация.

Субстратами и источниками энергии, необходимы­ми для репликации, являются д-АТФ, д-ГТФ, д-ЦТФ, д-ТТФ, матрицей — двухспиральная молекула ДНК.

Ферментами репликативного комплекса являются ДНК-полимераза, ДНК-лигаза, эндонуклеаза, ДНК-раскручивающие белки.

Кофакторами служат Mg²⁺.

Репарация (в ядре клетки) — устранение повреж­дений молекулы ДНК, вызванных эндогенными и экзо­генными факторами. Для репарации необходима одна неповрежденная цепь ДНК. Этапами репарации явля­ются:

1. узнавание места повреждения и разрыв 3'-5'-фосфодиэфирных связей,

2. удаление поврежденных мононуклеотидов,

3. биосинтез нового фрагмента по принципу комплементарности,

4. связывание нового участка ДНК со старой цепью.

Ферменты репарации: эндонуклеаза, экзонуклеаза, ДНК-полимераза репарирующая, ДНК-лигаза.

Субстратами и источниками энергии являются д-АТФ, д-ГТФ, д-ТТФ, д-ЦТФ.

Репарация не происходит, если:

1. отсутствуют ферменты репарации или имеются в не­достаточном количестве,

2. повреждаются комплементарные азотистые основа­ния во второй цепи ДНК.

При нарушении репарации возникают наследствен­ные заболевания, онкозаболевания, происходит преждев­ременное старение клетки.

Транскрипция

Транскрипция — биосинтез молекул РНК на матри­це ДНК, локализован в ядре клетки, идет постоянно, не­зависимо от цикла клетки.

Субстратами и источниками энергии для биосинтеза РНК являются: АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ.

Ферментом транскрипции является РНК-полимераза ДНК-зависимая.

Кофакторами являются Mg²⁺.

Этапы транскрипции:

1. инициация,

2. элонгация,

3. терминация.

Транскрипция осуществляется по правилу комплементарности в направлении 5'-3' со скоростью 40—50 нуклеотидов в 1 сек.

Созревание РНК (процессинг) происходит в ядре вне матрицы под действием РНК-аз, затем зрелая РНК выхо­дит из ядра с помощью транслоказ.

Биосинтез белка

Биосинтез белка (трансляция) протекает в полисомах и приводит к построению полипептидной цепи из амино­кислот (первичной структуры белка). Для процесса транс­ляции необходимы: матрица (м-РНК), субстраты — 20 видов активированных аминокислот, энергия (1 молеку­ла АТФ и 3 молекулы ГТФ для присоединения каждой аминокислоты), ферменты, факторы инициации, элонгации, терминации, кофакторы Mg²⁺, K⁺, адапторные моле­кулы т-РНК. Трансляция идет постоянно, усиливаясь во время митоза.

Этапами трансляции являются: инициация, элонга­ция, терминация.

Предварительный этап — образование активирован­ных аминокислот с участием фермента аминоацил-т-РНК-синтетазы, 1 молекулы АТФ, Mg²⁺, 61 вида т-РНК.

Инициация требует наличия инициирующего кодона АУГ, 1 молекулы ГТФ, м-РНК, факторов инициации (IF₁ IF₂, IF₃), Mg²⁺, малой и большой субъединиц рибо­сом, инициаторной аминоацил-т-РНК (мет-т-РНК^мет).

Элонгация требует наличия инициирующего ком­плекса, 2 молекул ГТФ, активированной а-а-т-РНК, фактора элонгации (EF₁ EF₂, EG-транслоказа, EF—Tu, EF—Ts), Mg²⁺.

Для терминации необходимы терминирующие кодоны (УАА, УГА, УАГ) и рилизинг-факторы (RF₁ RF₂, RS).