DNA-replikation svarer til duplikering af genetisk materiale, da DNA laver en kopi af sig selv. De to tråde, der udgør molekylet, adskiller og styrer dannelsen af komplementære tråde, der vil slutte sig til dem.
Cellecyklussen kan opdeles i to øjeblikke: interfase og celledeling, for eksempel mitose. Interfasen er igen den længste fase, da den præsenterer DNA-replikation og intervaller før og efter duplikering af genetisk materiale.
Hvad er DNA-replikering?
DNA, som i eukaryote celler er placeret i kernen, indeholder al den genetiske information om et væsen, og dets duplikationsproces er vigtig for cellevækst, reproduktion og reparation.
Et DNA-molekyle er dannet af to tråde, der supplerer hinanden. For eksempel, hvis vi har et F-bånd og en anden F-outra, adskiller båndene sig i replikationsprocessen og bruges som forme til dannelse af komplementære bånd. Derfor bestemmer nukleotidsekvensen af F sekvensen af en ny F'-streng, og F 'indikerer sammensætningen af en ny F-streng.
Inden celler dannes i celledeling, skal indholdet af modercellen gennemgå dobbeltarbejde for at blive distribueret. Derfor er det med DNA-replikation garanteret, at dattercellerne får den samme genetiske information.
DNA-struktur
O DNA, en dobbelt streng i form af en spiral (dobbelt spiral), er en nukleinsyre dannet af nitrogenholdige baser, pentose deoxyribose og phosphatgruppen. Denne struktur er forbundet med hydrogenbindinger mellem de nitrogenholdige baser, Adenin (A), Thymin (T), Cytosin (C) og Guanin (G), som danner par A-T og C-G.
Phosphodiesterbindinger holder nukleotiderne sammen i DNA-molekylet. Enderne af en streng af DNA er klassificeret som 5 'og 3', da de svarer til kulstofnummeret. af pentose, hvor phosphatgruppen og hydroxyl (OH) -gruppen, der forbinder i en binding, er placeret. phosphodiester. I 5'-enden er der en fri phosphatgruppe, og i 3'-enden er en fri hydroxyl.
vide mere om nukleotider og nukleinsyrer.
DNA-replikationsproces
Kort sagt forekommer DNA-replikation i 5 '→ 3'-retning, og strengene adskilles ved hjælp af enzymer, der bryder bindingerne mellem de nitrogenholdige baser og afvikler kæderne og åbner dobbelt propel.
Når DNA-afvikling finder sted, virker andre enzymer ved at katalysere syntesen af to nye sekvenser ved hjælp af moderstrengene som en skabelon. Hver oprettet streng slutter sig til en original DNA-streng. Derfor er processen klassificeret som semi-konservativ.
DNA er et dobbelt helixmolekyle, og for at duplikere det er det første trin at udpakke denne struktur ved DNA-helikaseenzymets virkning. Helikasen genkender replikationens oprindelse og virker ved at bryde hydrogenbindinger i de nitrogenholdige baser A-T og C-G. Denne proces finder sted på forskellige punkter og danner "replikationsbobler".
Efterhånden som obligationerne løser sig ud, er det som en lynlåsåbning, så dette trin bringer en Y-formet struktur kaldet en replikationsgaffel, udgangspunktet for duplikering.
Primaseenzymet er ansvarlig for at syntetisere en del af RNA, kaldet primer. På dette stadium flere primere genereres og forbinder kæden for at starte DNA-syntese.
DNA-polymeraseenzymet er replikationsenzymet, der er ansvarlig for at udvide den nye kæde ved at tilføje baser (A, C, G og T). Dette trin er rettet fra 5'-enden med en phosphatgruppe til 3'-enden med en hydroxylgruppe. Denne fase kaldes kontinuerlig replikering.
Imellem primere fastgjort til den oprindelige streng, er der fastgjort flere stykker DNA og kaldes Okazaki-fragmenter. Da sektionerne skal sammenføjes senere, kaldes denne fase forsinket.
Exonuclease enzymet er ansvarlig for at fjerne primere af de originale bånd efter dannelse af kontinuerlige og diskontinuerlige bånd. For at undgå sekventeringsfejl foretages en gennemgang og om nødvendigt en korrektion af en anden exonuklease.
DNA-ligase-enzymet får DNA-fragmenterne til at blive sammenføjet, og DNA'et sekventeres i to kontinuerlige tråde.
Øvelser på DNA-replikering
Brug følgende spørgsmål til at teste din viden om, hvad du lige har lært om DNA-replikation.
Spørgsmål 1
Hvorfor betragtes DNA-replikation som en semi-konservativ proces?
Svar:
Replikering betragtes som en semi-konservativ proces, som DNA-molekyler efter duplikering er bestående af et originalt bånd og et andet supplerende bånd dannet ved hjælp af det originale bånd som skimmel.
spørgsmål 2
Navngiv mindst tre enzymer, der spiller en rolle i DNA-replikation, og hvilken rolle de spiller.
Svar:
DNA-helikase: pakker DNA-strukturen ud ved at fortryde hydrogenbindingerne mellem molekylets nitrogenholdige baser for at starte replikation.
DNA-primase: ansvarlig for syntetisering af dele af DNA, kaldet primere, som vil binde til den oprindelige DNA-streng.
DNA-polymerase: replikationsenzym, der er ansvarlig for at udvide den nye streng dannet under replikation.
spørgsmål 3
Overhold trinene i DNA-replikationsprocessen.
JEG. Oprettelse af replikationsgafler
II. Fri nukleotidbinding
III. Syntese og kobling af primere
IV. Forbindelse af fragmenter og dannelse af en DNA-streng
Den korrekte rækkefølge i henhold til rækkefølgen, de sker i duplikationen, er:
a) II, I, IV og III
b) I, III, II og IV
c) III, II, IV og I
d) I, II, III og IV
Korrekt alternativ: b) I, III, II og IV.
JEG. Oprettelse af replikationsgafler. Helicase-enzymer starter processen ved at adskille DNA-strengene.
III. Syntese og kobling af primere, som er stykker af RNA, der fungerer som duplikationsinitiatorer.
II. Fri nukleotidbinding. Polymerase-enzymer binder frie nukleotider til primere.
IV. Binding af fragmenter og dannelse af en DNA-streng. Binding udføres af ligaseenzymerne.
spørgsmål 4
Når man adskiller dobbelt-helixen i et DNA-molekyle, er der følgende sekvens af nitrogenholdige baser af en af strengene, der vil blive brugt som en skabelon: ATCGGTTA
Den komplementære strengsekvens, der vil blive produceret til at binde til den oprindelige streng, er:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Korrekt alternativ: c) TAGCCAAT.
Kvælstofbaser udgør altid de samme par, når de binder, det vil sige thymin binder til adenin (AT) og guanin binder til cytosin (GC).
Således vil en sekvens af nitrogenholdige baser ATCGGTTA binde til sekvensen TAGCCAAT som pr. Bogstav c.
Få mere viden med indholdet:
- DNA og RNA
- Kvælstofbaser
- DNA-øvelser
