Праймер состоит из: Купить праймер битумный готовый, цена за кг в Москве 50 рублей

Адгезионный праймер — КСИ

Комплект изоляции «ПОЛИЛЕН-Т» состоит из ленты полиэтиленовой «Полилен-Т»,  обертки «Полилен ОБ-Т» и адгезионного праймера. Комплект предназначен для применения в качестве покрытия «холодного нанесения», используемого для антикоррозионной защиты наружной поверхности стальных  трубопроводов и отводов от них при их строительстве и ремонте с температурой эксплуатации от минус 60°C до плюс 60°С (краткосрочно до плюс 80 °С)

Используется в качестве покрытия «холодного нанесения», используемого для антикоррозионной защиты наружной поверхности стальных трубопроводов и отводов от них при их строительстве и ремонте с температурой эксплуатации до плюс 60°С (краткосрочно до плюс 80 °С).

Используется в конструкции защитного покрытия №10,17 в соответствии с ГОСТ Р 51164 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии»

Комплект изоляции «ПОЛИЛЕН-Т» для защиты трубопроводов состоит из:

1. 
   адгезионного праймера:

2. 
   ленты полиэтиленовой «Полилен-Т»;

3. 
   обертки «Полилен ОБ-Т».

Комплект применяют в конструкциях, предназначенных для антикоррозийной защиты стальных магистральных, промысловых и технологических нефтепроводов и отводов от них при строительстве и капитальном ремонте с температурой эксплуатации от минус 60°C до плюс 60°С (краткосрочно до плюс 80 °С).

При температуре окружающего воздуха ниже плюс 10 °С рулоны перед применением должны быть предварительно выдержаны в течение не менее 48 часов в теплом помещении при температуре не ниже плюс 15 °С, но не выше плюс 60 °С. Поверхность трубопровода перед изоляцией должна быть высушена и очищена от грязи, ржавчины, неплотно сцепленной с металлом окалины, пыли, земли и наледи, а также обезжирена от копоти и масла. Очистку трубопровода производят механическим способом: очистными машинами или вручную с помощью средств малой механизации до степени 3 в соответствии с ГОСТ 9.402

Лента, обертка наносятся при температуре от минус 60°C до плюс 60°C в соответствии с инструкцией И 003-09355006-2014 механизированным способом или вручную с постоянным натяжением полотна. Нанесение обертки необходимо производить спирально, без гофр, морщин и складок, с нахлестом на предыдущий виток не менее 30 мм.

Комплект изоляции «ПОЛИЛЕН-Т» для защиты трубопроводов выпускается в соответствии ТУ 2245-016-72131966-2016 (взамен ТУ 2245-019-09355006-2014)

Состоит из ленты полиэтиленовой «Полилен-Т», обертки «Полилен ОБ-Т» и адгезионного праймера.

Лента и обертка представляют собой рулонные многослойные материалы, полученные соэкструзионно-каландровым способом на основе термостабилизированного полиэтилена высокой и низкой плотности, дублированные с адгезионным слоем на основе бутилкаучука.

Праймер представляет собой каучуково-смоляную наполненную ингибированную композицию, растворенную в органических растворителях.

Комплект предназначен для применения в качестве покрытия «холодного нанесения», используемого для антикоррозионной защиты наружной поверхности стальных трубопроводов и отводов от них при их строительстве и ремонте с температурой эксплуатации от минус 60°C до плюс 60°С (краткосрочно до плюс 80 °С)

Гарантийный срок хранения ленты и обертки – 2 года со дня изготовления.  После истечения гарантийного срока хранения допускается применение комплекта при положительных результатах повторных сдаточных испытаний, проведенных нашим предприятием. Хранение должно осуществляться в заводской упаковке, в складских помещениях на расстоянии не менее 1м от отопительных приборов или местах, защищенных от пыли, прямых солнечных лучей и атмосферных осадков при температуре не ниже минус 60°С и не выше плюс 60°С.

Рулоны должны транспортироваться и храниться в вертикальном положении при высоте штабеля не более 2,0м на поддонах. Лента, обертка не представляют опасности при транспортировании и не квалифицируются в качестве опасного груза  согласно ГОСТ 19433.

Транспортирование праймера осуществляется в стальных, герметично закрытых бочках. Хранение праймера осуществляется  в закрытых неотапливаемых помещениях или под навесом.

Информация для заказа

Пример условного обозначения комплекта «ПОЛИЛЕН-Т» с номинальной толщиной 0,63 мм, шириной 450 мм и длиной полотна в рулоне 170 м:

Комплект для изоляции «ПОЛИЛЕН-Т» 450 х 170 ТУ 2245-016-72131966-2016

Имя

Отзыв

Отправить

Как используют битумный праймер при гидроизоляции: советы – ООО «Север-М»

Современный гидроизоляционный материал – композиционный продукт, способный обеспечить длительную эксплуатацию объектов практически без затрат на обслуживание. Требование перед устройством изоляции одно: качественная подготовка основания. Кроме удаления мелких отслоившихся частиц, заделки швов, трещин, раковин, обеспыливания и просушки производитель гидроизоляции требует нанесения грунтовочного слоя на основе битума.

Это праймер, обеспечивающий прочную химическую связь материала с основанием. Подслой из праймера уменьшит пористость, пыление, удалит пузырьки воздуха и остаточную влагу из основания, которая может привести к образованию вздутий основного материала. Разнообразие гидроизоляционных материалов требует внимания и к грунтовке: следует купить праймер битумный в точном соответствии с требованиями инструкции по укладке слоя гидроизоляции.

Праймер представляет собой вязкую жидкость и состоит из битума высокого качества, смешанного с органическими растворителями. Может содержать адгезионные добавки. Высокая температура размягчения (не ниже 80°C) гарантирует образование прочной плёнки на бетоне, дереве, металле. Подобранные специальным образом растворители обеспечивают достаточно быстрое высыхание (от 2 до 24 часов). Последующие работы возможны только после полного высыхания праймера.

Праймеры однокомпонентные, готовы к работе после перемешивания. Способ нанесения на основу зависит от условий производства работ и ориентации поверхностей. На горизонтальные основы праймер может наноситься наливом с последующим распределением резиновой шваброй до слоя равномерной толщины. Кистью или валиком обрабатываются стены и фундаменты. При больших объёмах работ предпочтительно напыление специальным оборудованием. Слой праймера должен быть сплошной: это наиболее важное требование к грунтовочным работам.

Праймер – это тот материал, которого много не бывает. Почти всегда после высыхания первого слоя обнаруживаются незакрытые поры, и правильным решением следует считать нанесение дополнительного слоя. Затраты на праймер при гидроизоляции составляют не более 2% от стоимости всех работ, но срок службы покрытия при использовании праймера возрастает на 30-50%. Праймер не биоразлагаем, не контактирует напрямую с внешней средой и, следовательно, его качества со временем не ухудшаются.

Эластичность плёнки из праймера делает её стойкой к температурным расширениям и вибрации, что важно при обработке мостов, эстакад и подземных ёмкостей. Работает в любых условиях: при гидростатическом подпоре и отсутствии подпора, при капиллярной гидроизоляции. Качество огрунтования праймером контролируется заказчиком и оформляется актом приёмки скрытых работ.

Расход праймера составляет 1 л на поверхность от 3 до 3,5 м2 и зависит от степени поглощения основой. Рекомендован к использованию во всех зонах страны. Наносится при положительных температурах и отсутствии осадков.

Синтез ДНК

Синтез ДНК

Синтез ДНК

Открытие
Двойная спираль ДНК Уотсона и Крика объяснила, как генетическая информация
могут быть воспроизведены и переданы последующим поколениям. Нити
двойная спираль может разделяться и служить шаблонами для синтеза дочерних
пряди. При консервативной репликации две дочерние нити превращаются в одну.
дочерняя клетка, а две родительские нити перейдут к другой дочерней клетке.
При полуконсервативной репликации одна родительская и одна дочерняя нити
каждой из дочерних клеток.

Путем экспериментов
было установлено, что ДНК реплицируется по полуконсервативному механизму. Там
три возможных механизма, которые могут объяснить полуконсервативную репликацию ДНК.

(а) Начинается синтез ДНК
в определенном месте на хромосоме, называемом началом. В первом механизме
одна дочерняя цепь инициируется в начале одной родительской цепи, а
второй инициируется в другом начале на противоположной родительской цепи. Таким образом
только одна нить растет из каждого начала. Некоторые вирусы используют этот тип механизма.

(б) Во втором механизме
репликация обеих цепей инициируется в одном начале. Сайт, на котором
две нити реплицируются, называется репликационной вилкой. Поскольку вилка движется
в одном направлении от источника этот тип репликации называется однонаправленным.
Некоторые виды бактерий используют этот тип механизма.

(с) В третьем механизме
две вилки репликации инициируются в начале и по мере продолжения синтеза
две вилки мигрируют друг от друга. Такой тип репликации называется
двунаправленный. Большинство организмов, включая млекопитающих, используют двунаправленную репликацию.

Требования
для синтеза ДНК

Существует четыре основных
компоненты, необходимые для инициации и распространения синтеза ДНК. Это: субстраты,
матрица, праймер и ферменты.

Подложки

Четыре дезоксирибонуклеотида
трифосфаты (dNTP) необходимы для синтеза ДНК (обратите внимание на единственное отличие
между дезоксирибонуклеотидами и рибонуклеотидами является отсутствие ОН-группы
в положении 2′ на рибозном кольце). Это дАТФ, дГТФ, дТТФ и дЦТФ.
высокоэнергетическая фосфатная связь между а и b
фосфаты расщепляются и включается дезоксинуклеотидмонофосфат
в новую цепь ДНК.

Рибонуклеозидтрифосфаты (НТФ) также необходимы для инициации и поддержания
Синтез ДНК. НТФ используются в синтезе РНК-праймеров, а АТФ используется
как источник энергии для некоторых ферментов, необходимых для инициации и поддержания ДНК
синтез на репликационной вилке.

Шаблон

Выбран нуклеотид, который должен быть включен в растущую цепь ДНК.
путем спаривания оснований с матричной цепью ДНК. Шаблон — это ДНК
цепь, которая копируется в комплементарную цепь ДНК.

Грунтовка

Фермент, синтезирующий ДНК, ДНК-полимераза, может присоединять нуклеотиды только к
уже существующая цепь или праймер ДНК или РНК, спаренная с
шаблон.

Ферменты

Фермент, ДНК-полимераза, необходим для ковалентного соединения поступающих
нуклеотида к праймеру. Для фактического инициирования и поддержания репликации ДНК требуется
многие другие белки и ферменты, которые собираются в большой комплекс, называемый
ответный. Считается, что ДНК наматывается на реплисому и реплицируется.
по мере прохождения.

Синтез ДНК, от 5 до 3 футов

Основная каталитическая стадия синтеза ДНК показана ниже. Обратите внимание, что синтез ДНК
всегда происходит в направлении от 5′ к 3′, и что входящий нуклеотид сначала
пары оснований с матрицей, а затем связываются с нуклеотидом на праймере.

Синтез ДНК полупрерывный

Поскольку все известные ДНК-полимеразы могут синтезировать только в направлении от 5′ к 3′
проблема возникает при попытке воспроизвести две нити ДНК на развилке.

Обратите внимание, что верхняя цепочка должна прерывисто реплицироваться короткими отрезками.
таким образом, репликация обеих родительских цепей представляет собой полупрерывистый процесс.
Цепь, которая непрерывно синтезируется, называется ведущей, а
цепь, которая синтезируется прерывисто, называется отстающей цепью.

Синтез ведущей цепи

Для синтеза ДНК

требуется праймер, обычно состоящий из РНК. Примаза синтезирует
рибонуклеотидный праймер длиной от 4 до 12 нуклеотидов. ДНК-полимераза
затем включает dNMP на 3′-конце праймера, инициирующего ведущую цепь
синтез. Для инициации и размножения требуется только один праймер.
синтез ведущей цепи.

Синтез отстающих цепей

Синтез отстающих цепей намного сложнее и включает пять стадий.

1. Поскольку ведущая цепь синтезируется вдоль нижней родительской цепи,
обнажается верхняя родительская нить. Затем цепь распознается примазой
который синтезирует короткий РНК-праймер.

2. Затем ДНК-полимераза включает dNMP на 3-дюймовый конец праймера.
и инициирует синтез отстающих цепей. Полимераза удлиняет праймер
около 1000 нуклеотидов, пока не соприкоснется с 5′-концом
предшествующая грунтовка. Эти короткие сегменты РНК/ДНК известны как фрагменты Окадзаки.

3. Когда ДНК-полимераза встречает предыдущий праймер, она диссоциирует.
Затем РНК удаляется специальной ДНК-полимеразой или ферментом, называемым
РНКазаH. Затем рибонуклеотиды вырезаются по одному в направлении от 5′ к 3′.
РНКаза Н оставляет фосфатную группу на 5′-конце примыкающего сегмента ДНК.
тем самым оставляя зазор.

4. Пробел заполняется ДНК-полимеразой, которая использует фрагмент Оказаки в качестве
грунтовка.

5. Затем 3′-гидроксильная группа на 3′-конце нуклеотида ковалентно
присоединяется с помощью ДНК-лигазы к свободному 5′-фосфату ранее полученного
отстающий сегмент.

Структура ДНК

ДНК-полимеразы

Существует много типов ДНК-полимераз, которые могут вырезать, заполнять пробелы, корректировать,
ремонтировать и копировать.

Другие факторы, необходимые для синтеза ДНК

Происхождение: Происхождение — это уникальные последовательности ДНК, которые распознаются белком.
который строит реплисому. Происхождение было обнаружено в бактериальных, плазмидных, вирусных,
дрожжевой и митохондриальной ДНК и недавно были обнаружены в ДНК млекопитающих.
Определенное происхождение используется для инициации репликации ДНК у людей. Большинство источников
имеют сайт, который распознается и связывается белком, связывающим ориджин. Когда
ориджин-связывающий белок связывается с ориджином последовательность, богатая А + Т, становится частично
денатурированы, позволяя другим факторам репликации, известным как цис-действующие факторы,
связываются и инициируют репликацию ДНК.

Origin-связывающий белок : связывает и частично денатурирует исходную ДНК
при связывании с другим ферментом, называемым геликазой.

Геликазы : расплетают двухцепочечную ДНК.

Одноцепочечный ДНК-связывающий белок (SSB) : усиливает активность
геликазы и предотвращает ренатурацию раскрученной ДНК.

Primase : синтезировать РНК-праймеры, необходимые для инициации
и синтез отстающих цепей.

ДНК-полимераза : распознает РНК-праймеры и удлиняет их в 5′-конце.
в направлении 3′.

Факторы процессивности : помогают загрузить полимеразу на матрицу праймеров
при закреплении полимеразы к ДНК.

Топоизомераза : удаляет положительные суперспирали, образующиеся в виде вилки.
раскручивается геликазой.

RNaseH : удаляет части РНК из фрагментов Окадзаки.

Лигаза : запечатывает трещины после заполнения пробелов, оставленных ДНК-полимеразой.

Координация синтеза лидирующей и отстающей цепей

Считается, что синтез лидирующей и отстающей нити координируется при репликации.
вилка. Две полимеразы удерживаются вместе другим набором белков, tg,
которые находятся рядом с вилкой, которая раскручивается и одновременно заправляется геликазой-примазой.
Обе полимеразы связаны фактором процессивности b.
После завершения фрагмента Окадзаки полимераза отстающей цепи высвобождает
фактор b и диссоциирует от ДНК. тг
Затем комплекс загружает новый комплекс b-фактор/праймер.
на полимеразу отстающей цепи, которая инициирует новый цикл…

Теломераза

Синтез ведущей цепи может продолжаться до конца хромосомы
однако синтез отстающей цепи невозможен. Следовательно, 3′ кончики каждой дочери
хромосома не реплицируется.

Теломераза (также известная как терминальная трансфераза теломер) удлиняет 3′-концы
хромосому путем добавления многочисленных повторов последовательности из шести пар оснований до тех пор, пока
3′-конец отстающей цепи достаточно длинный, чтобы его можно было примировать и удлинить ДНК.
полимераза.

Теломераза распознает кончики хромосом, также известные как теломеры. ДНК
последовательности теломер были определены у нескольких организмов и состоят
многочисленных повторов последовательности длиной от 6 до 8 оснований, [TTGGGG]n.

Было обнаружено, что теломеры постепенно укорачиваются в определенных типах клеток.
В этих клетках отсутствует теломеразная активность. Когда длина теломер укорачивается
до критической точки клетка погибает. Клетки, полученные из быстро пролиферирующих
ткани, такие как опухоли, имеют необычно длинные теломеры. Это указывает
что теломеразная активность может быть необходима для пролиферации опухолевых клеток.
Теломеразная активность обнаруживается в клетках рака яичников, но не в нормальных клетках яичников.
салфетка. Таким образом, возможно разработать противоопухолевые препараты, которые ингибируют теломеразу.
активность.

Теломераза

Химические ингибиторы репликации ДНК

Действие некоторых видов лекарств основано на ингибировании репликации ДНК.

Аналоги субстрата : аналоги dNTP, которые функционируют как цепи
терминаторы могут быть включены в ДНК. Эти аналоги обычно либо отсутствуют,
3′-гидроксильную группу или иметь химическую группу, отличную от гидроксильной, в
3′ позиция.

Цитозин арабинозид : противораковый препарат, используемый для лечения лейкемии.

Азидотимидин (АЗТ) : использовался в качестве анти-ВИЧ препарата, который, хотя и эффективен
в экспериментах на тканевых культурах оказалось неэффективным для лечения ВИЧ в
люди.

Ацикловир : эффективный препарат против вируса герпеса.

Интеркалирующие агенты : соединения с конденсированным ароматическим кольцом
системы, которые могут вклиниваться (вставляться) между уложенными парами оснований ДНК.
Это разрушает структуру ДНК, так что репликативные ферменты
трудность синтеза ДНК за пределами «вставочных» сайтов. антрациклин
гликозиды и актиномицин D являются интеркаляторами, используемыми для лечения различных видов рака.

Агенты, повреждающие ДНК : различные соединения, такие как цисплатин,
вызывают химическое повреждение ДНК и используются при лечении рака.

Ингибиторы топоизомеразы : Налидиксовая кислота и фторхинолоны
антибиотики, применяемые для ингибирования бактериальных топоизомераз.

©
Доктор Ноэль Штурм 2019

Отказ от ответственности: взгляды и мнения, выраженные на неофициальных страницах штата Калифорния
Университет, преподаватели, сотрудники или студенты Домингес-Хиллз строго принадлежат
авторы страницы. Содержание этих страниц не было проверено или
одобрен Калифорнийским государственным университетом, Домингес-Хиллз.

9.2 Репликация ДНК — концепции биологии — 1-е канадское издание

Перейти к содержанию

Глава 9: Введение в молекулярную биологию

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объяснять процесс репликации ДНК
• Объясните важность теломеразы для репликации ДНК
• Описать механизмы репарации ДНК

Когда клетка делится, важно, чтобы каждая дочерняя клетка получает идентичную копию ДНК . Это достигается за счет процесса репликации ДНК. Репликация ДНК происходит во время фазы синтеза или S-фазы клеточного цикла, прежде чем клетка вступает в митоз или мейоз.

Выяснение структуры двойной спирали дало представление о том, как копируется ДНК. Напомним, что адениновые нуклеотиды сочетаются с тиминовыми нуклеотидами, а цитозин с гуанином. Это означает, что две нити дополняют друг друга. Например, цепь ДНК с последовательностью нуклеотидов AGTCATGA будет иметь комплементарную цепь с последовательностью TCAGTACT (рис. 9)..8).

Рисунок 9.8. Две цепи ДНК комплементарны, а это означает, что последовательность оснований в одной цепи может быть использована для создания правильной последовательности оснований в другой цепи.

Из-за комплементарности двух цепочек наличие одной цепочки означает возможность воссоздания другой нити . Эта модель репликации предполагает, что две нити двойной спирали расходятся во время репликации, и каждая нить служит шаблоном, с которого копируется новая комплементарная нить (рис. 9)..9).

Рис. 9.9 Показана полуконсервативная модель репликации ДНК. Серым цветом обозначены исходные цепи ДНК, а синим — вновь синтезированная ДНК.

Во время репликации ДНК каждая из двух цепей, составляющих двойную спираль, служит шаблоном, с которого копируются новые цепи. Новая цепь будет комплементарна родительской или «старой» цепи. Каждая новая двойная цепь состоит из одной родительской цепи и одной новой дочерней цепи. Это известно как полуконсервативная репликация. При образовании двух копий ДНК они имеют одинаковую последовательность нуклеотидных оснований и поровну делятся на две дочерние клетки.

Поскольку эукариотические геномы очень сложны, репликация ДНК является очень сложным процессом, в котором участвуют несколько ферментов и других белков. Он протекает в три основных этапа: инициация, элонгация и терминация.

Напомним, что эукариотическая ДНК связана с белками, известными как гистоны, с образованием структур, называемых нуклеосомами. Во время инициации ДНК становится доступной для белков и ферментов, участвующих в процессе репликации. Как механизм репликации узнает, где начинается двойная спираль ДНК? Оказывается, существуют определенные последовательности нуклеотидов, называемые точками начала репликации, с которых начинается репликация. Определенные белки связываются с точкой начала репликации, в то время как фермент, называемый геликазой, раскручивает спираль ДНК. Когда ДНК раскрывается, образуются Y-образные структуры, называемые репликационными вилками (рис. 9)..10). В начале репликации формируются две вилки репликации, которые расширяются в обоих направлениях по мере репликации. На эукариотической хромосоме существует несколько источников репликации, так что репликация может происходить одновременно из нескольких мест в геноме.

Во время удлинения фермент под названием ДНК-полимераза добавляет нуклеотиды ДНК к 3′-концу матрицы. Поскольку ДНК-полимераза может добавлять новые нуклеотиды только в конце остова, последовательность праймеров, которая обеспечивает эту отправную точку, добавляется с комплементарными нуклеотидами РНК. Позже этот праймер удаляют, а нуклеотиды заменяют нуклеотидами ДНК. Одна цепь, комплементарная родительской цепи ДНК, непрерывно синтезируется в направлении репликационной вилки, поэтому полимераза может добавлять нуклеотиды в этом направлении. Эта непрерывно синтезируемая цепь известна как ведущая цепь. Поскольку ДНК-полимераза может синтезировать ДНК только в направлении от 5′ к 3′, другая новая цепь собирается в короткие фрагменты, называемые фрагментами Окадзаки. Каждому из фрагментов Окадзаки для начала синтеза требуется праймер, состоящий из РНК. Цепь с фрагментами Окадзаки известна как отстающая нить. В ходе синтеза фермент удаляет РНК-праймер, который затем заменяется нуклеотидами ДНК, а промежутки между фрагментами заделываются ферментом, называемым ДНК-лигазой.

Процесс репликации ДНК можно обобщить следующим образом:

1. ДНК раскручивается в точке начала репликации.
2. Новые основания добавляются к комплементарным родительским цепям. Одна новая прядь изготавливается непрерывно, а другая прядь изготавливается по частям.
3. Удаляют праймеры, вместо праймеров помещают новые нуклеотиды ДНК и остов запечатывают с помощью ДНК-лигазы.

Рис. 9.10 Репликационная вилка образуется путем открытия точки начала репликации, и геликаза разделяет нити ДНК. Синтезируется РНК-праймер, который удлиняется ДНК-полимеразой. На ведущей цепи ДНК синтезируется непрерывно, тогда как на отстающей цепи ДНК синтезируется короткими отрезками. Фрагменты ДНК соединяют с помощью ДНК-лигазы (не показано).

Вы изолируете клеточный штамм, в котором соединение фрагментов Оказаки нарушено, и подозреваете, что произошла мутация в ферменте, обнаруженном на репликационной вилке. Мутация какого фермента наиболее вероятна?

Репликация теломер

Поскольку эукариотические хромосомы линейны, репликация ДНК происходит в конце линии в эукариотических хромосомах. Как вы уже знаете, фермент ДНК-полимераза может присоединять нуклеотиды только в одном направлении. В ведущей цепи синтез продолжается до тех пор, пока не будет достигнут конец хромосомы; однако на отстающей цепи нет места для создания праймера для копируемого фрагмента ДНК на конце хромосомы. Это представляет проблему для клетки, потому что концы остаются непарными, и со временем эти концы становятся все короче, поскольку клетки продолжают делиться. Концы линейных хромосом известны как теломеры, которые имеют повторяющиеся последовательности, не кодирующие определенный ген. Как следствие, с каждым раундом репликации ДНК укорачиваются не гены, а теломеры. Например, у человека последовательность из шести пар оснований, TTAGGG, повторяется от 100 до 1000 раз. Открытие фермента теломеразы (рис. 9.11) помогли понять, как сохраняются концы хромосом. Теломераза прикрепляется к концу хромосомы, а на конце цепи ДНК добавляются основания, комплементарные матрице РНК. Как только матрица отстающей нити становится достаточно удлиненной, ДНК-полимераза теперь может добавлять нуклеотиды, комплементарные концам хромосом. Таким образом, концы хромосом реплицируются.

Рис. 9.11. Концы линейных хромосом поддерживаются действием фермента теломеразы.

Теломераза обычно активна в зародышевых клетках, взрослых стволовых клетках и некоторых раковых клетках. За открытие теломеразы и ее действия Элизабет Блэкберн (рис. 9.12) получила Нобелевскую премию по медицине и физиологии в 2009 году.

Рисунок 9.12 Элизабет Блэкберн, лауреат Нобелевской премии 2009 года, была ученым, открывшим принцип работы теломеразы. (кредит: посольство США, Стокгольм, Швеция)

Теломераза не активна во взрослых соматических клетках. Взрослые соматические клетки, которые подвергаются клеточному делению, по-прежнему имеют укороченные теломеры. По сути, это означает, что укорочение теломер связано со старением. В 2010 году ученые обнаружили, что теломераза может обратить вспять некоторые возрастные состояния у мышей, и это может иметь потенциал в регенеративной медицине. ¹ В этих исследованиях использовались мыши с дефицитом теломеразы; у этих мышей наблюдается атрофия тканей, истощение стволовых клеток, недостаточность системы органов и нарушение реакции на повреждение тканей. Реактивация теломеразы у этих мышей вызвала удлинение теломер, уменьшение повреждения ДНК, обратимую нейродегенерацию и улучшение функционирования яичек, селезенки и кишечника. Таким образом, реактивация теломер может иметь потенциал для лечения возрастных заболеваний у людей.

Репликация ДНК у прокариот

Напомним, что прокариотическая хромосома представляет собой кольцевую молекулу с менее обширной спиральной структурой, чем у эукариотических хромосом. Эукариотическая хромосома линейна и сильно закручена вокруг белков. Хотя в процессе репликации ДНК есть много общего, эти структурные различия обусловливают некоторые различия в процессе репликации ДНК у этих двух форм жизни.

Репликация ДНК

чрезвычайно хорошо изучена у прокариот, в первую очередь из-за небольшого размера генома и большого количества доступных вариантов. Escherichia coli имеет 4,6 миллиона пар оснований в одной кольцевой хромосоме, и все они реплицируются примерно за 42 минуты, начиная с одного источника репликации и проходя по хромосоме в обоих направлениях. Это означает, что в секунду добавляется примерно 1000 нуклеотидов. Процесс идет намного быстрее, чем у эукариот. В таблице ниже приведены различия между прокариотическими и эукариотическими репликациями.

Концепция в действии

Просмотрите руководство по репликации ДНК.

ДНК-полимераза может ошибаться при добавлении нуклеотидов. Он редактирует ДНК, проверяя каждую вновь добавленную базу. Неправильные базы удаляются и заменяются правильными, после чего полимеризация продолжается (рис. 9.13 a ). Большинство ошибок исправляются во время репликации, хотя, когда этого не происходит, используется механизм исправления несоответствия. Ферменты репарации несоответствия распознают неправильно включенное основание и вырезают его из ДНК, заменяя правильным основанием (рис. 9)..13 б ). При еще одном типе репарации, эксцизионной репарации нуклеотидов, двойная цепь ДНК раскручивается и разделяется, удаляются неправильные основания вместе с несколькими основаниями на 5′- и 3′-концах, которые заменяются путем копирования матрицы с помощью ДНК-полимеразы (рис. 9.13 c ). Эксцизионная репарация нуклеотидов особенно важна для коррекции димеров тимина, которые в первую очередь вызываются ультрафиолетовым светом. В димере тимина два нуклеотида тимина, соседствующие друг с другом на одной цепи, ковалентно связаны друг с другом, а не с комплементарными основаниями. Если димер не удалить и не восстановить, это приведет к мутации. Люди с дефектами в генах эксцизионной репарации нуклеотидов проявляют чрезвычайную чувствительность к солнечному свету и рано заболевают раком кожи.

Рис. 9.13. Корректура с помощью ДНК-полимеразы (а) исправляет ошибки во время репликации. При восстановлении несоответствия (б) неправильно добавленная база обнаруживается после репликации. Белки восстановления несоответствия обнаруживают это основание и удаляют его из вновь синтезированной цепи под действием нуклеазы. Промежуток теперь заполнен правильно спаренной базой. Удаление нуклеотидов (с) восстанавливает димеры тимина. При воздействии УФ-излучения тимины, лежащие рядом друг с другом, могут образовывать димеры тимина. В нормальных клетках они вырезаются и замещаются.

Исправлено большинство ошибок; в противном случае они могут привести к мутации, определяемой как постоянное изменение в последовательности ДНК. Мутации в генах репарации могут привести к серьезным последствиям, таким как рак.

ДНК

реплицируется полуконсервативным методом , в котором каждая из двух цепей родительской ДНК действует как матрица для синтеза новой ДНК. После репликации каждая ДНК имеет одну родительскую или «старую» цепь и одну дочернюю или «новую» цепь.

Репликация у эукариот начинается с нескольких источников репликации, в то время как репликация у прокариот начинается с одного источника репликации. ДНК вскрывается ферментами, в результате чего образуется репликационная вилка. Primase синтезирует РНК-праймер для инициации синтеза ДНК-полимеразой, которая может добавлять нуклеотиды только в одном направлении. Одна цепь синтезируется непрерывно в направлении репликационной вилки; это называется ведущей нитью. Другая цепь синтезируется в направлении, противоположном репликационной вилке, на коротких участках ДНК, известных как фрагменты Оказаки. Эта нить известна как отстающая нить. После завершения репликации РНК-праймеры заменяются нуклеотидами ДНК, а ДНК запечатывается с помощью ДНК-лигазы.

Концы хромосом эукариот представляют собой проблему, так как полимераза не может удлинить их без праймера. Теломераза, фермент со встроенной матрицей РНК, удлиняет концы, копируя матрицу РНК и удлиняя один конец хромосомы. Затем ДНК-полимераза может удлинить ДНК с помощью праймера. Таким образом, концы хромосом защищены. В клетках есть механизмы для восстановления ДНК, когда она повреждается или при репликации возникают ошибки. Эти механизмы включают репарацию несоответствия для замены нуклеотидов, которые связаны с некомплементарным основанием, и эксцизионную репарацию нуклеотидов, которая удаляет поврежденные основания, такие как димеры тимина.

Глоссарий

ДНК-лигаза: фермент, катализирующий соединение фрагментов ДНК вместе

ДНК-полимераза: фермент, синтезирующий новую цепь ДНК, комплементарную матричной цепи для раскрытия спирали ДНК во время репликации ДНК путем разрыва водородных связей

отстающая цепь: во время репликации 3′-5′-цепь, цепочка, которая реплицируется короткими фрагментами и удалена от репликационной вилки

ведущая цепь: цепь, которая непрерывно синтезируется в направлении от 5′ к 3′, которая синтезируется в направлении вилки репликации

репарация несоответствия: форма репарации ДНК, при которой некомплементарные распознаются, вырезаются и заменяются правильными нуклеотидами

мутация: постоянная вариация в последовательности нуклеотидов генома повреждения нуклеотидов, поврежденные нуклеотиды удаляются и заменяются новыми нуклеотидами с использованием комплементарной цепи, а цепь ДНК повторно запечатывается и позволяет воссоединиться с комплементарной

Фрагменты Окадзаки: фрагменты ДНК, которые синтезируются короткими участками на отстающей цепи
праймер: короткий участок нуклеотидов РНК, который необходим для инициации репликации и позволяет ДНК-полимеразе связать и начать репликацию

репликация вилка: Y-образная структура, образующаяся во время инициации репликации

полуконсервативная репликация: метод, используемый для репликации ДНК, при котором двухцепочечная молекула разделяется, и каждая цепь действует как матрица для синтеза новой цепи , поэтому полученные молекулы ДНК состоят из одной новой нити нуклеотидов и одной старой нити нуклеотидов

теломераза: фермент, содержащий каталитическую часть и встроенную РНК-матрицу; он поддерживает теломеры на концах хромосом

теломеры: ДНК на концах линейных хромосом

Footnotes

1 Mariella Jaskelioff, et al.