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.
Реплика́ция ДНК — процесс создания двух дочерних молекул ДНК на основе родительской молекулы ДНК. Репликацию ДНК осуществляет сложный комплекс, состоящий из 15—20 различных белков-ферментов, называемый реплисомой. С помощью специальных ферментов двойная спираль материнской ДНК расплетается на две нити, на каждой образовавшейся нити достраивается вторая нить, образуя две идентичных дочерних молекулы ДНК, которые затем скручиваются в отдельные спирали. В ходе последующего деления материнской клетки каждая дочерняя клетка получает по одной копии молекулы ДНК, которая является идентичной ДНК исходной материнской клетки. Этот процесс обеспечивает точную передачу генетической информации из поколения в поколение.
ДНК-полимераза — фермент, участвующий в репликации ДНК. Ферменты этого класса катализируют полимеризацию дезоксирибонуклеотидов вдоль цепочки нуклеотидов ДНК, которую фермент «читает» и использует в качестве шаблона. Тип нового нуклеотида определяется по принципу комплементарности с шаблоном, с которого ведётся считывание. Собираемая молекула комплементарна шаблонной моноспирали и идентична второму компоненту двойной спирали.
Виро́иды — инфекционные агенты, состоящие только из кольцевой РНК. Они вызывают различные болезни растений, в том числе веретеновидность клубней картофеля, экзокортис цитрусовых и карликовость хризантемы. По оценкам учёных, более трети вирусных заболеваний растений вызываются вироидами.
Фрагменты Оказаки — относительно короткие фрагменты ДНК, которые образуются на отстающей цепи в процессе репликации ДНК. Длина фрагментов Оказаки у E. coli составляет около 1000—2000 нуклеотидов, а у эукариот — обычно 100—200 нуклеотидов.
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.
Классификация вирусов по Балтимору — способ классификации вирусов в группы в зависимости от типа геномной нуклеиновой кислоты и способа её репликации. Предложена американским учёным Дэвидом Балтимором в 1971 году.
Гепаднавирусы — семейство вирусов, вызывающих заболевания печени у человека и животных.
Реплико́н — молекула или участок ДНК или РНК, реплицирующийся из одной точки начала репликации.
Метод Illumina/Solexa — метод секвенирования нового поколения, разработанный компанией Solexa.
РНК-зависимая РНК-полимераза, или РНК репликаза — фермент, катализирующий репликацию РНК. Использование РНК в качестве матрицы принципиально отличает РНК репликазу от более распространенной среди современных живых организмов ДНК-зависимой РНК-полимеразы, которая катализирует транскрипцию.
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.
РНК-содержащие вирусы — вирусы, геном которых представлен рибонуклеиновой кислотой. Обычно она одноцепочечная (оцРНК), но может быть и двуцепочечной (дцРНК). Наиболее серьёзными заболеваниями человека, вызываемыми РНК-вирусами, являются геморрагическая лихорадка Эбола, ТОРС, COVID-19, бешенство, простуда, грипп, гепатит C, гепатит E, лихорадка Западного Нила, полиомиелит и корь.
Riboviria (лат.) — реалм РНК-содержащих вирусов, которые реплицируются с помощью РНК-зависимых РНК-полимераз и всех вирусов, кодирующих собственную РНК-зависимую ДНК-полимеразу. В состав реалма входят вирусы из нескольких групп классификации вирусов по Балтимору: группа III (дцРНК-вирусы), группа IV (+оцРНК-вирусы), группа V (-оцРНК-вирусы), группа VI и группа VII.
Monodnaviria (лат.) — реалм ДНК-содержащих вирусов. Геном большинства членов реалма представлен кольцевой одноцепочечной ДНК, которая реплицируется по типу катящегося кольца, причём инициация репликации обеспечивается эндонуклеазой из суперсемейства HUH, закодированной в геномах Monodnaviria. В состав реалма также включаются вирусы, произошедшие от «типичных» Monodnaviria и имеющих либо линейный геном, представленный одноцепочечной ДНК, либо геном в виде кольцевой двуцепочечной ДНК.
Anelloviridae (лат.) — семейство ДНК-содержащих вирусов неясного систематического положения. Представители семейства инфицируют позвоночных и имеют капсид без оболочки с икосаэдрическим типом симметрии. Геном представлен одноцепочечной молекулой ДНК отрицательной полярности длиной от 2 до 4 тысяч нуклеотидов, замкнутой в кольцо. Репликация происходит по механизму катящегося кольца с участием ДНК-полимеразы клетки-хозяина. В семейство входит примерно 200 видов вирусов.
В вирусологии реалм — это высший таксономический ранг, созданный для вирусов Международным комитетом по таксономии вирусов, который курирует работу над таксономией вирусов. Примерно соответствует рангу домена клеточных организмов. По состоянию на 2023 год признаны шесть реалмов вирусов, они объединены специфическими высококонсервативными признаками:
- Adnaviria, который содержит архейные нитчатые вирусы с геномами двухцепочечной ДНК A-формы, кодирующей уникальный альфа-спиральный главный капсидный белок;
- Duplodnaviria, который содержит все вирусы с двухцепочечной ДНК, кодирующие главный капсидный белок HK97-fold;
- Monodnaviria, который содержит все вирусы с одноцепочечной ДНК (оцДНК), кодирующие эндонуклеазу суперсемейства HUH, и её потомков;
- Riboviria, в который включены все РНК-содержащие вирусы, кодирующие РНК-зависимую РНК-полимеразу, и все вирусы, кодирующие обратную транскриптазу;
- Ribozyviria, который содержит дельта-подобные вирусы гепатита с кольцевыми геномами negative-sense ssRNA;
- Varidnaviria, который содержит все вирусы с двухцепочечной ДНК, которые кодируют основной капсидный белок с вертикальным желеобразным рулетом.
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.
Многокопийная одноцепочечная ДНК представляет собой тип внехромосомной сателлитной ДНК, состоящей из одноцепочечной молекулы ДНК, ковалентно связанной 2'-5' фосфодиэфирной связью с внутренним гуанозином молекулы РНК. Образовавшаяся в результате химера ДНК/РНК обладает двумя стеблями-петлями, соединёнными ветвью, аналогичной ветвям, обнаруживаемым в промежуточных продуктах сплайсинга РНК. Кодирующая область msDNA, называемая «ретрон», также кодирует тип обратной транскриптазы, которая необходима для синтеза msDNA.
