Posted in 
Tags: Одним из важнейших свойств ДНК, обеспечивающим сохранение и передачу потомству генетической информации, является ее способность к самоудвоению или репликации (редупликации). Скорее всего, полинуклеотидные цепи на ранних этапах эволюции могли достраивать комплементарные цепи химическим или неферментативным путем. В настоящее время в живых организмах этот сложный и многоступенчатый процесс контролируется рядом ферментов и происходит на определенных стадиях клеточного цикла (перед началом митоза или мейоза).
Вначале процесса двойная спираль ДНК «раскручивается» и «расплетается» с помощью специальных ферментов, при этом разрываются водородные связи между парами комплементарных азотистых оснований. На следующем этапе с помощью фермента ДНК-полимеразы на образованных одноцепочечных участках материнской молекулы ДНК как на матрицах начинают собираться дочерние нити. Мононуклеотиды используемые для их синтеза, выстраиваются в дочерней нити и образуют комплементарные пары с нуклеотидами материнской нити таким образом, что напротив А будет всегда стоять Т, напротив Г – Ц и т.д. На одной из нитей ДНК идет непрерывный синтез дочерней молекулы, на второй — фрагментами, в обратном направлении. Фрагменты, образующиеся при этом, сшиваются между собой специальным ферментом ДНК-лигазой. В конечном итоге будут образованы две новые 2-х цепочечные молекулы ДНК, представляющие точные копии материнской молекулы и друг друга, причем в каждой из них одна из нитей ДНК является материнской, а вторая – вновь синтезированной дочерней.
Репликация ДНК
Этот способ репликации обеспечивает точное соответствие нуклеотидной последовательности между дочерними молекулами ДНК и материнской ДНК. Называется данный способ полуконсервативным. Т.к. для живых организмов жизненно важна точная передача информации от материнской молекулы ДНК к дочерним, процесс репликации строго «отслеживается» специальными ферментами. Если в процессе синтеза возникают ошибки и в дочернюю цепь включаются «неправильные» (некомплементарые) нуклеотиды, данные ферменты вырезают их, достраивают в место разрыва «правильный» (комплементарный) участок, а затем «сшивают» его. Аналогичные ферменты непрерывно «отслеживают» состояние молекул ДНК и в неделящихся клетках. Если в какой-то из нитей ДНК под действием физических или химических факторов (например, мутагенные вещества, ионизирующее или ультрафиолетовое излучение и т.п.) возникают какие либо нарушения, они восстанавливают исходную структуру ДНК, исправляя их. Данный процесс называется репарацией. Если в молекуле ДНК (или в одной из ее нитей) все-таки появляются ошибки, их следствием будут мутации, которые могут привести к изменениям определенных свойств организма и закрепиться (или, наоборот, элиминироваться) в процессе эволюции.