Репликация (позднелат. replicatio — повторение, от лат. replico — обращаюсь назад, повторяю), редупликация, ауторепродукция, аутосинтез, протекающий во всех живых клетках процесс самовоспроизведения (самокопирования) нуклеиновых кислот , генов , хромосом . В основе механизма Репликация лежит ферментативный синтез дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) или рибонуклеиновых кислот (РНК), осуществляемый по матричному принципу. Предложенная в 1953 Дж. Уотсоном и Ф. Криком модель строения ДНК — так называемая двойная спираль — с одной стороны, объяснила, каким образом записана генетическая информация в молекуле ДНК (см. Генетический код ), с другой — позволила понять и экспериментально изучать химические механизмы удвоения генетического материала. Строгая специфичность спаривания азотистых оснований в молекуле ДНК обусловливает комплементарность последовательностей оснований в двух цепях и обеспечивает высокую точность Репликация Пара гуанин — цитозин стабилизируется тремя водородными связями, пара аденин — тимин — двумя, что резко снижает вероятность неправильного спаривания оснований. Согласно Уотсону и Крику, процесс Репликация ДНК предусматривает: 1) разрыв водородных связей и расплетение нитей двойной спирали; 2) синтез на одиночных нитях комплементарных цепей. В результате из одной двухцепочечной ДНК возникают две подобные молекулы, причём в каждой из дочерних молекул одна полинуклеотидная цепь родительская, а другая — синтезированная заново (полуконсервативный механизм Репликация).
Репликация ДНК — многоэтапный генетически контролируемый процесс, в котором участвуют ферменты ДНК-полимераза, ДНК-лигаза, ДНК-метилаза и др. Репликация двухцепочечной ДНК имеет фиксированные начало и конец, ориентированное направление. Прерывистый синтез новых цепей начинается в том месте, где расплетаются комплементарные цепи родительской ДНК (см. рис.). В начале каждого из синтезированных отрезков цепей ДНК находится «затравочная» цепочка РНК из 50—100 нуклеотидов. С участием ДНК-полимеразы на РНК наращиваются фрагменты цепей ДНК (в каждом около 1000 нуклеотидов). Затем затравочная РНК уничтожается рибонуклеазой, а синтезированные фрагменты ДНК соединяются в длинные цепи при помощи фермента полинуклеотидлигазы.
У вирусов и фагов, имеющих однонитевую ДНК, Репликация идёт особым образом. После внедрения в клетку хозяина одноцепочечной ДНК, которую называют (+)-цепью, на ней, как на матрице, синтезируется комплементарная ей (—)-цепь. На образовавшейся двухспиральной молекуле (репликативная форма) синтезируются новые одноцепочечные (+)-цепи, включающиеся в новые вирусные частицы. По такому же принципу происходит Репликация РНК-содержащих вирусов и фагов. Т. о., во всех известных случаях Репликация ДНК и РНК проходит через стадию двухцепочечных молекул.
У высших организмов — эукариотов , клетки которых содержат сформированное ядро, основную генетическую функцию несут сложно организованные структуры — хромосомы, состоящие из ДНК, РНК, белков и других веществ. В интерфазе , предшествующей делению клеток (см. Митоз , Мейоз ), осуществляется Репликация ДНК и других компонентов хромосом; затем удвоенные хромосомы разъединяются и распределяются равномерно между дочерними клетками. Т. о., вся наследственная информация в относительно неизмененном виде передаётся от клетки к клетке, от поколения к поколению.
Лит.: Уотсон Дж., Молекулярная биология гена, пер. с англ., М., 1967; Ратнер В. А., Принципы организации и механизмы молекулярно-генетических процессов, Новосиб., 1972; Бреслер С. Е., Молекулярная биология, Л., 1973; Стент Г., Молекулярная генетика, пер. с англ., М., 1974.
М. М. Асланян.
Y -вилки, предполагаемая гипотезой прерывистой репликации ДНК." href="/a_pictures/19/20/298079971.jpg">Y -вилки, предполагаемая гипотезой прерывистой репликации ДНК."http://yttrium.atomistry.com/">Y -вилки, предполагаемая гипотезой прерывистой репликации ДНК." src="a_pictures/19/20/th_298079971.jpg">
Структура Y -вилки, предполагаемая гипотезой прерывистой репликации ДНК.