В живой клетке репликация ДНК представляет собой весьма сложный процесс. В частности, в нем участвует несколько ДНК-полимераз, заметно различающихся по свойствам и функциям. Кроме ДНК-полимераз в нем участвует еще около двух десятков белков. Репликация начинается в участках ДНК, имеющих определенную нуклеотидную последовательность и называемых ориджинами (англ. origin — начало). Этот участок узнают и присоединяются к нему ДНК-топоизомераза и ДНК-хеликаза.
Репликация ДНК.
ДНК-топоизомераза разрывает одну из цепей ДНК (гидролизует одну 3′,5′-фосфодиэфирную связь), и тем самым делает возможным раскручивание двойной спирали. Это временные разрывы, чуть позднее они ликвидируются: та же ДНК-топоизомераза восстанавливает 3′,5′-фосфодиэфирную связь в месте разрыва.
Для раскручивания, кроме образования разрывов, еще необходимо разделить цепи, т. е. разорвать водородные связи между комплементарными нуклеотидами. Это делает ДНК-хеликаза. Разделение цепей — процесс не самопроизвольный, на разделение каждой пары нуклеотидов расходуется одна молекула АТФ. Обратный процесс — соединение цепей — происходит самопроизвольно, но во время репликации он заторможен специальными белками SSB (англ. single strand binding— соединяющиеся с одинарными цепями).ДНК-топоизомераза ликвидирует разрывы цепей еще до того, как произойдет их разделение с участием ДНК-хеликазы и SSB.
Школа молодых учёных: Субочев П.В. — Пятимерная опто-акустическая томография биотканей in vivo
Область, где двухцепочечная ДНК граничит с одноцепочечной, называют репликативной вилкой. Репликативная вилка и белки, участвующие в репликации, образуют репликативный комплекс.
На каждой из одноцепочечных цепей репликативной вилки происходит синтез новых цепей, но не одинаково. Различия связаны с тем, что матричные цепи расположены антипараллельно, а синтез новых цепей возможен только с их З’-конца. Рассмотрим сначала синтез той цепи, которую называют лидирующей (см. рис. 4.5).
Прежде всего, в месте расхождения цепей образуется затравка (прай-мер), которая представляет собой короткий (около 10 нуклеотидов) полирибонук-леотид (РНК, не полидезоксирибонуклеотид), комплементарный матричной цепи. Синтез затравки осуществляет фермент праймаза (ДНК-полимераза а). Затем З’-конец затравки начинает расти уже за счет присоединения дезоксирибонуклео-тидных остатков при участии ДНК-полимеразы 5. Удлинение ведущей цепи происходит непрерывно по мере перемещения репликативного комплекса вдоль матричной цепи ДНК.
Другая растущая цепь (отстающая) образуется прерывисто. В этом случае З’-конец матричной цепи ориентирован не в сторону движения репликативной вилки, а в противоположную сторону.
Поэтому синтез затравки и последующее наращивание ее З’-конца ДНК-полимеразой е (другая ДНК-полимераза, не та, которая действует в лидирующей цепи) начинаются не в точке расхождения цепей, а тогда, когда освободится участок матрицы длиной около 200 нуклеотидов. При этом образуются короткие цепи ДНК, содержащие праймер. По имени первооткрывателя их называют фрагментами Оказаки.
How In-Vivo Gene Therapy Works | Boston Children’s Hospital
Затем при участии ДНК-по-лимеразы (3 (еще одна ДНК-полимераза!) удаляется РНК-праймер, и на его месте образуется дезоксирибонуклеотидная последовательность. В результате получаются фрагменты цепи длиной около 200 нуклеотидов (у эукариот), не соединенные между собой. Соединение этих фрагментов 3′,5′-фосфодиэфирной связью осуществляет еще один фермент репликативного комплекса — ДНК-лигаза.
Источник: biohimija.ru
В естественных условиях — In vivo
Исследования которые in vivo (латинский для «внутри живого»; часто не выделяется курсивом на английском языке [1] [2] [3] ) — это те, в которых действие различных биологических объектов проверяется в целом, живом организмы или же клетки, обычно животные, включая людей, и растения, в отличие от тканевый экстракт или мертвый организм. Это не следует путать с проведенными экспериментами in vitro («внутри стакана»), т.е. в лабораторных условиях с использованием пробирок, чашки Петри и др. Примеры исследований in vivo включают: патогенез заболевания путем сравнения эффектов бактериальной инфекции с эффектами очищенных бактериальных токсинов; разработка неантибиотиков, противовирусных препаратов и новых лекарств в целом; и новые хирургические процедуры. Как следствие, тестирование животных и клинические испытания являются основными элементами in vivo исследование. В естественных условиях тестирование часто проводится поверх in vitro потому что он лучше подходит для наблюдения за общими эффектами эксперимента на живом объекте. В открытие лекарств, например, проверка эффективности in vivo имеет решающее значение, потому что in vitro анализы могут иногда давать вводящие в заблуждение результаты с молекулами-кандидатами в лекарства, которые не имеют отношения к делу in vivo (например, потому что такие молекулы не могут достичь своего места in vivo действия, например, в результате быстрого катаболизм в печени). [4]
Английский микробиолог профессор Гарри Смит и его коллеги в середине 1950-х годов обнаружили, что стерильные фильтраты сыворотки животных, инфицированных бацилла сибирской язвы были смертельными для других животных, тогда как экстракты культуральной жидкости из того же организма, выращенного in vitro не были. Это открытие сибирская язва токсин за счет использования in vivo эксперименты оказали большое влияние на изучение патогенеза инфекционных заболеваний.
Максим in vivo veritas («в живом [есть] истина») [5] используется для описания этого типа тестирования и представляет собой игру истина в вине, («в вине [есть] истина») — известная пословица.
- 1 В естественных условиях против. ex vivo исследование
- 2 Способы использования
- 3 Смотрите также
- 4 Рекомендации
В естественных условиях против. ex vivo исследование
В микробиологии in vivo часто используется для обозначения экспериментов, проводимых на живых изолированных клетках, а не на целом организме, например, культивируемых клетках, полученных из биопсий. В этой ситуации более конкретным термином является ex vivo. Когда клетки разрушаются, а отдельные части тестируются или анализируются, это называется in vitro.
Способы использования
По словам Кристофера Липинский и Эндрю Хопкинс: «Независимо от того, является ли целью открытие лекарств или получение знаний о биологических системах, природа и свойства химического инструмента не могут рассматриваться независимо от системы, в которой он должен быть протестирован. Соединения, которые связываются с изолированными рекомбинантными белками, являются Одно дело; химические инструменты, которые могут нарушить функцию клетки, другое; и фармакологические агенты, которые могут переноситься живым организмом и нарушать его системы, — это еще одно. Если бы было просто установить свойства, необходимые для развития потенциала, открыли бы in vitro к тому, кто активен in vivoоткрытие новых лекарств было бы столь же надежным, как и их производство ». [6] Исследования по В естественных условиях поведение, определяющее составы набора конкретных лекарств и их привычки в биорелевантной (или биологической релевантной) среде. [7]
Источник: wikijaa.ru