возможных перекрывающихся фрагментов, начинающихся с праймерного участка и статистически обрывающихся на 3'-концевом остатке А. Данный способ определения последовательности ДНК наиболее эффективно применяется для рестрикционных фрагментов ДНК, встроенных в двухцепочечную репликативную форму клонирующего вектора, сконструированного на основе одноцепочечной ДНК фага М13. Выделение фаговых частиц, образующихся после трансфекции полученным таким образом двухцепочечным рекомбинантным фаговым геномом, служит непосредственным источником кольцевых одноцепочечных ДНК-матриц, которые используют для определения нуклеотидной последовательности. Описанный метод схематически изображен на рис. 13.9. ДНК-полимеразу I, используемую для
определения последовательности ДНК методом терминации цепи, определенным образом обрабатывают для того, чтобы избавиться от свойственной этому ферменту 5' ® 3' экзонуклеазной активности. Активность этого типа может мешать осуществлению манипуляций, приведенных на рис. 13.9, атакуя 5'-конец праймера, используемого для инициации полимеризации. При обработке ДНК-полимеразы I протеиназой субтилизином, происходит расщепление фермента на два крупных полипептида, один из которых проявляет 5' ® 3' экзонуклеазную активность, а другой содержит каталитический центр полимеризации. Последний фрагмент (известный как фрагмент Клёнова) сохраняет полимеразную активность и может быть полностью очищен от примеси 5' ® ® 3'-экзонуклеазного фрагмента.
На первый взгляд казалось, что это наблюдение свидетельствует о функциональной заменимости ДНК-полимеразы I. Однако дальнейшие исследования показали, что мутация polA не затрагивает 5' ® 3'-экзонуклеазной активности Pol I. Удалось получить добавочные температурочувствительные мутации гена polA, подавляющие 5' ® 3'-экзонуклеазную активность и летальные при рестриктивной температуре. На основании этих данных был сделан вывод о том, что 5' ® 3'-экзонуклеазная активность Pol I является жизненно важной функцией, необходимой для удаления РНК-затравок при репликации, т.е. для обеспечения нормального синтеза полноценной отстающей цепи ДНК (рис. 13.3). В действительности для исходного ро/Л-мутанта было показано, что фрагменты Оказаки встраиваются в протяженные участки цепи ДНК с некоторым запаздыванием, и это свидетельствовало о возможном участии ДНК-полимеразы I в заполнении пустот, возникающих после удаления РНК-затравок из отстающей цепи. В то же время эту функцию Pol I нельзя назвать жизненно важной, поскольку в polA мутантном штамме с ней вполне успешно справляется фермент Pol III. Изучение штаммов, мутантных по гену pol II (например, мутация pol В полностью выводит из строя этот фермент), показало, что активность этой ДНК-полимеразы не является жизненно важной; ее непосредственная функциональная роль в клетке не установлена. С другой стороны, генетический анализ продемонстрировал, что присутствие Pol III необходимо для синтеза ДНК в репликативной вилке. ДНК-полимераза III-это полисубъединичный фермент, субъединицы которого кодируются жизненно важными генами dnaE, dnaX и dnaZ, a также некоторыми другими, еще не идентифицированными генами. Этот фермент необходим для синтеза как ведущей, так и отстающей цепей ДНК. При синтезе отстающей цепи Pol III использует РНК-затравки, синтезируемые праймазой, которую кодирует жизненно важный ген ana G.