Репликация днк: учебное пособие

И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие»
58
У дрозофилы на концах хромосом расположены теломеро-специфичные ретротранс-
позоны – НеТ-А и ТАRТ. В общих чертах они имеют похожее строение. У обоих на 5'– конце
присутствуют небольшие повторенные последовательности, а на 3'-конце – более протяжен-
ный повтор, завершающийся длинным фрагментом, содержащим только нуклеотиды с аде-
нином (А)
n
. Различаются они тем, что НеТ-А имеет две частично наложенные одна на дру-
гую рамки считывания (ОRFs), кодирующие белки, в то время как ТАRТ тоже две, ОRF1 и
ОRF2, но расположенные тандемно. Оба рстротранспозона присутствуют во многих копиях,
главным образом в прицентромерных районах. Они могут перемещаться по геному и в слу-
чае утраты теломерного района встраиваются на самый конец хромосомы, восстанавливая
теломерную структуру (рис. 23).

И. М. Спивак. «Репликация ДНК: учебное пособие»
59
 
5.3. Теория недорепликации теломер
 
После открытия структуры ДНК и механизмов ее репликации молодой российский
ученый А. М. Оловников заинтересовался тем, как завершается процесс репликации на
конце линейной молекулы ДНК. Дело в том, что каждая хромосома содержит единствен-
ную непрерывную молекулу ДНК, и концы этой молекулы совпадают с концами хромосомы.
В соответствии со стандартной моделью репликации ДНК процесс удвоения отстающей
нити ДНК начинается с синтеза коротких РНК-праймеров, или затравок, с начиная с 3'-кон-
цов которых синтезируются отрезки ДНК – фрагменты Оказаки. Затем РНК-праймер удаля-
ется, образовавшиеся бреши (гэпы) заполняются фрагментами ДНК. Эти замещающие РНК-
праймеры фрагменты ДНК синтезируются, используя в качестве праймеров З'-концы преды-
дущих фрагментов Оказаки. Поскольку для замещения крайнего РНК-праймера нет соот-
ветствующего предыдущего фрагмета (а, следовательно, и праймера), вновь образованная
цепь оказывается на 8-12 нуклеотидов (длина РНК-праймера) короче исходной. В результате
после каждого цикла репликации молекула ДНК должна становиться все короче: одна из
четырех нитей укоротилась на 8-12 пн, т. е. на одном из концов хромосомы средняя длина
нитей ДНК (двух материнских и двух вновь синтезированных) уменьшилась на 2–3 пн.
Исходя из этих особенностей самого процесса репликации ДНК, А. М. Оловников при-
шел к выводу, что если в клетке нет особых механизмов, компенсирующих потери нуклео-
тидов с каждого конца нити ДНК, то хромосома начнет укорачиваться, при этом сначала
исчезнут теломерные районы, затем ближайшие к теломерам гены, потом более удаленные
гены и т. д. Очевидно, что это в конце концов приведет к гибели клетки.
Действительно, у клеток, например, человека, растущих в культуре (in vitro), есть
лимит на число делений. Американским ученым Л. Хейфликом в 1965 г. было показано, что,
если для культивирования взять клетки у новорожденных, они могут пройти 80–90 деле-
ний, клетки же, взятые у 70-летних, делятся только 20–30 раз. Ограничение числа клеточ-
ных делений называют лимитом Хейфлика. Обычно клетки не преодолевают лимит из 20–
90 делений, а в среднем, по мнению Хейфлика, он составляет 50±10. В своей статье в 1971 г.
Оловников объяснил феномен лимита Хейфлика укорочением хромосом в процессе репли-
кации и предложил следующую формулу для расчета продолжительности жизни любого
клона клеток in vitro:

жүктеу/скачать 2,57 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: