Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования организмов. Молекула ДНК хранит биологическую информацию в виде генетического кода, состоящего из последовательности нуклеотидов. ДНК содержит информацию о структуре различных видов РНК и белков.
Плазми́ды — небольшие молекулы ДНК, физически обособленные от хромосом и способные к автономной репликации. Главным образом плазмиды встречаются у бактерий, а также у некоторых архей и эукариот. Чаще всего плазмиды представляют собой двухцепочечные кольцевые молекулы. Несмотря на способность к размножению, плазмиды, как и вирусы, не рассматриваются в качестве живых организмов.
Интерфа́за (англ. interphase) — период клеточного цикла, подразделяющийся на G1-,G₀-, S- и G2-фазы. Во время интерфазы клетка готовится к будущему делению: растёт, удваивает количество цитоплазмы, клеточных белков и органелл. В S-фазе происходит удвоение ДНК и центросом (клеточных центров).
Центральная догма молекулярной биологии — обобщающее наблюдаемое в природе правило реализации генетической информации: информация передаётся от нуклеиновых кислот к белку, но не в обратном направлении. Правило было сформулировано Френсисом Криком в 1958 году и приведено в соответствие с накопившимися к тому времени данными в 1970 году. Переход генетической информации последовательно от ДНК к РНК и затем от РНК к белку является универсальным для всех без исключения клеточных организмов, лежит в основе биосинтеза макромолекул. Репликации генома соответствует информационный переход ДНК → ДНК. В природе встречаются также переходы РНК → РНК и РНК → ДНК, а также изменение конформации белков, передаваемое от молекулы к молекуле.
Комплементарная ДНК — это ДНК, синтезированная на матрице зрелой мРНК в реакции, катализируемой обратной транскриптазой.
Белки́ скользя́щего зажима, или скользя́щий зажи́м — белки, которые выполняют функцию усилителя процессивности при репликации ДНК.
Автоно́мно реплици́рующаяся после́довательность — последовательность ДНК генома дрожжей, содержащая точку начала репликации (ori) и отвечающая за инициацию репликации.
Точка начала репликации — это фрагмент молекулы нуклеиновой кислоты, с которого начинается её репликация. Структура точки начала репликации отличается у разных видов, но у всех организмов это АТ-богатая и потому легкоплавкая последовательность. Точка начала репликации и прилегающие к ней фрагменты нуклеиновой кислоты, не отделённые сайтами терминации, составляют единицу репликации — репликон. Репликация ДНК может начинаться от точки начала репликации в одном или двух направлениях.
Белки, связывающие одноцепочечную ДНК — связывают одноцепочечные фрагменты ДНК, и предотвращают комплементарное спаривание. Одноцепочечные участки ДНК имеют термодинамически более выгодную форму — дуплекс. Белки SSB предотвращают образование дуплекса и позволяют компонентам репликационной вилки осуществлять репликацию ДНК.
SOS-систе́ма — защитная система бактерий, которая активируется в ответ на серьёзные повреждения ДНК или ингибирование репликации и запускает сложную цепочку защитных реакций, в том числе экспрессию многих генов, связанных с репарацией. Физиологические изменения в клетке под действием SOS-системы называются SOS-ответом. Ключевую роль в запуске SOS-системы играет белок RecA. Он активирует саморасщепление белка LexA, который в нормальных условиях подавляет экспрессию генов SOS-системы.
S-фа́за — фаза клеточного цикла, в которой происходит репликация ДНК. Стадия интерфазы, расположенная между G1- и G2-фазами. Длительность в большинстве клеток составляет 8—12 часов. В ходе дробления бластомеры многих организмов делятся раз в 20—30 минут, причём сильно сокращаются G1 и G2-периоды: S-фаза почти равна по длительности интерфазе.
Холофермент ДНК-полимеразы III — главный ферментативный комплекс, задействованный в репликации ДНК у прокариот. Он был открыт Томасом Корнбергом и Малькольмом Гефтером в 1970 году. Комплекс обладает высокой процессивностью. У кишечной палочки E. coli он функционирует вместе с четырьмя другими ДНК-полимеразами, IV, V). Кроме полимеразной, холофермент может также корректировать возникающие при репликации ДНК ошибки за счёт 3'→5'-экзонуклеазной активности. Он входит в состав крупного ферментативного комплекса, осуществляющего репликацию ДНК — реплисомы.
GINS — белковый комплекс необходимый для репликации ДНК в клетках эукариот. Комплекс участвует в инициации и элонгации репликации. Во время фазы G1 клеточного цикла происходит загрузка белков Mcm2-7 на место ориджина. Белки Mcm2-7 образуют гексамерную хеликазу, которая в таком стоянии не активна. На один ориджин загружается сразу два гексамера Mcm2-7. Затем к ним присоединяются дополнительный белок Мсм10. В S фазе MCM-белки соединяются с Cdc45 и комплексом GINS, в результате чего происходит активация хеликазы. MCM+Cdc45+GINS называется CMG-комплексом или эукариотической хеликазой CMG. Именно в такой форме эукариотическая хеликаза активна и может начать расплетать двойную спираль ДНК. Интересно отметить, что CMG-хеликаза, выделенная из работающего реплисомно8о комплекса, содержит только одно гексамерное кольцо Mcm. Это даёт основания полагать, что двойной гексамер исходно загруженный на ориджин, в ходе процесса инициации распадется на два кольца, каждое из которых становится ядром для CMG-хеликазы, в результате чего на каждом ориджине образуются две разнонаправленные вилки репликации.
Эксцизио́нная репара́ция нуклеоти́дов — один из механизмов репарации ДНК. Наряду с эксцизионной репарацией оснований и репарацией ошибочно спаренных нуклеотидов, он позволяет исправить однонитевые повреждения ДНК, используя в качестве матрицы неповреждённую комплементарную цепь. В отличие от вышеуказанных механизмов, NER предназначен для более крупных повреждений ДНК, таких как пиримидиновые димеры, образующиеся в ДНК под действием ультрафиолета (УФ).
Репликативный фактор MCM6 — белок, который кодируется человеческим геном MCM6. MCM6 это один из высококонсервативных белков группы MCM, необходимых для стадии инициации репликации генома эукариот.
Фазмиды — молекулярные векторы, являющиеся искусственными гибридами между фагом и плазмидой. Фазмиды после встройки чужеродной ДНК могут в одних условиях развиваться как фаги, а в других как плазмиды.
Репликация ДНК в бактериальных клетках — это процесс, посредством которого прокариотическая клетка дублирует свою ДНК, передавая одну из копий своим дочерним клеткам. Хотя зачастую этот процесс изучается в модельном организме E.coli, другие бактерии имеют схожие механизмы. Репликация является двунаправленной и начинается с точки Origin репликации (OriC) и продолжается до тех пор, пока весь репликон не будет дуплеципрован.
CDC7 — цитозольный фермент, серин/треониновая протеинкиназа семейства MAP3K, продукт гена CDC7. Киназа Cdc7 участвует в регуляции клеточного цикла на этапе репликации хромосомной ДНК. Ген CDC7 характеризуется консервативной последовательностью в ходе эволюции эукариот и, таким образом фермент Cdc7 присутствует в клетках всех эукариот.
Фаг P1 — умеренный бактериофаг, поражающий кишечную палочку и некоторые другие бактерии. При прохождении лизогенного цикла геном фага существует в виде плазмиды в бактерии, в отличие от других фагов, которые интегрируются в ДНК хозяина. P1 имеет икосаэдрическую головку, содержащую ДНК, прикреплённую к сократительному хвосту с шестью хвостовыми волокнами. Фаг P1 привлёк интерес исследователей, потому что его можно использовать для переноса ДНК из одной бактериальной клетки в другую в процессе, известном как трансдукция. При репликации во время своего литического цикла он захватывает фрагменты хромосомы хозяина. Если полученные вирусные частицы используются для заражения другого хозяина, захваченные фрагменты ДНК могут быть интегрированы в геном нового хозяина. Этот метод генной инженерии in vivo широко использовался в течение многих лет и используется до сих пор, хотя и в меньшей степени. P1 также можно использовать для создания производного от P1 вектора клонирования искусственной хромосомы, который может нести относительно большие фрагменты ДНК. P1 кодирует сайт-специфическую рекомбиназу Cre, которая широко используется для проведения клеточно-специфичной или специфичной по времени рекомбинации ДНК путем фланкирования ДНК-мишени сайтами loxP.
Комплекс распознавания Ori — представляет собой мультисубъединичный ДНК-связывающий комплекс, который во всех эукариотах и археях АТФ-зависимым образом связывается с точками начала репликации. Субъединицы данного комплекса кодируются соответствующими генами ORC1, ORC2, ORC3, ORC4, ORC5 и ORC6. ORC является центральным компонентом для репликации эукариотической ДНК и остаётся связанным с хроматином у точек начала репликации на протяжении всего клеточного цикла.
