13 Орг. Днк в составе хроматина

Нуклеосомная и все наднуклеосомные организации хроматина в ядре имеют следствием компактизациюгигантских молекул ДНК в малом объеме ядра. В принципе, исходя из общих соображений, можно допустить, что такая компактизация, являясь чисто упаковочным явлением, может резко ограничивать оперативные возможности ДНК и взаимодействующих с ДНК ферментов транскрипции, репликации, модификации,репарации и т.п., а также других факторов этих процессов. Являясь, таким образом, платой за возможность упорядоченной компактизации ДНК в ядре, это общее "неспецифическое" подавление активности процессов реализации генетической информации, может быть лишено функциональной нагрузки, т.е. регуляторнойнаправленности. В то же время это заключение может быть справедливо только при наличии строгой регулярности структуры хроматина, никак не соотносящейся с организацией структуры генов. В ином случае, упаковка ДНК в составе хроматина может быть не только регуляторно значимой, но и, в экстремальном случае, единственной возможностью обеспечить специфическое взаимодействие ДНК-узнающих белков с определенной последовательностью ДНК (см., например, модель Вайн-трауба, ууеЗлЪгаиЪ ,1980). Другими словами, специфическая (а не просто регулярная) упакбвка ДНК в состав хроматина может приводить к избирательному экспонированию определенных последовательностей ДНК для ферментов системы транскрипции, что, как минимум, облегчает их работу (по сравнению с операциями на ДНК, свободной от белков хроматина и не компактизованной). Таким образом, из логических построений можно допустить все возможные варианты послед9 ствий взаимодействия ДНК со структурными белками хроматина: общее, "неспецифическое", ограничение взаимодействия ДНК с ферментами и другими факторами процессов реализации ее информации, например, ограничение транскрипции; специфическое, на уровне отдельных генов, или их групп, ограничение транскрипции; или, наконец, отсутствие ограничений и, наоборот, специфическую индукцию транскрипции.

16 Репликация днк. Полуконсервативный метод

Структура ДНК и правило комплементарного спаривания оснований дают представление о возможных механизмах удвоения (репликации) ДНК. Теоретичеки таких механизмов три.

После установления химической природы наследственного материала проблема самовоспроизведения (репликации) хромосом, а точнее — генотипа превратилась в проблему репликации ДНК. Первостепенное значение для решения этой проблемы имела разработка модели строения ДНК Ф. Криком и Дж. Уотсоном в 1953 г. Структура двойной спирали позволяла представить простой механизм репликации ДНК: двойная спираль сначала раскручивается, цепи расходятся, а затем каждая одноцепочечная половина молекулы ДНК достраивается до целой, двухцепо-чечной молекулы:Последовательность нуклеотидов вновь синтезирующихся цепей определяется правилом комплементарности оснований и последовательностью нуклеотидов имеющейся цепи. Иначе говоря, имеющиеся нуклеотидные цепи служат матрицей для синтеза новых цепей; в результате получаются две двухцепочечные молекулы ДНК, идентичные исходной молекуле. Такой способ репликации получил название полуконсервативного. Полуконсервативный механизм репликации ДНК нашел подтверждение в экспериментах с клетками кишечной палочки. Культуру Е. coli на протяжении нескольких поколений выращивали на среде, содержащей в качестве единственного источника азота 15NH4C1. После этого все вещества клеток Е. coli, в которые входит азот, содержали не обычный изотоп азота 14N, а тяжелый 15N. ДНК с 15N имеет большую плотность, чем ДНК с 14N, и это можно обнаружить методом центрифугирования. Если культуру, содержащую 151Ч-ДНК, пересеять на среду с немеченым азотом (14NH4C1), то ДНК клеток первого поколения имеет плотность, промежуточную между плотностями 15№ДНК и 14№ДНК; в клетках второго поколения обнаруживается два типа ДНК: с промежуточной плотностью и легкая (141Ч-ДНК). Эти результаты легко объясняются, если исходить из полуконсервативного механизма репликации ДНК . Позднее было установлено, что в клетках эукариот репликация ДНК происходит также полуконсервативным способом.