DNA replikatsioon vastab geneetilise materjali dubleerimisele, kuna DNA teeb endast koopia. Kaks molekuli moodustavat ahelat eralduvad ja juhivad nendega liituvate komplementaarsete ahelate moodustumist.
Rakutsükli võib jagada kaheks hetkeks: faaside ja rakkude jagunemine, näiteks mitoos. Interfaas on omakorda pikim faas, kuna see näitab DNA replikatsiooni ja intervalle enne ja pärast geneetilise materjali dubleerimist.
Mis on DNA replikatsioon?
DNA, mis eukarüootsetes rakkudes asub tuumas, sisaldab kogu olendi geneetilist teavet ja selle dubleerimisprotsess on oluline rakkude kasvu, paljunemise ja taastumise jaoks.
DNA molekul moodustub kahest teineteist täiendavast ahelast. Näiteks kui meil on F-lint ja teine F-outra, siis replikatsiooniprotsessis lindid eralduvad ja neid kasutatakse täiendavate lintide moodustamiseks vormidena. Seega määrab F nukleotiidjärjestus uue F 'ahela järjestuse ja F' näitab uue F ahela koostist.
Enne rakkude moodustumist rakkude jagunemisel peab emaraku sisu jagunemiseks läbima dubleerimise. Seetõttu on DNA replikatsiooniga tagatud, et tütarrakud saavad sama geneetilise teabe.
DNA struktuur
O DNASpiraali (kaksikheeliksi) kujul olev kahekordne ahel on nukleiinhape, mis on moodustatud lämmastikalustest, pentoos-desoksüriboosist ja fosfaatrühmast. See struktuur on ühendatud vesiniksidemetega lämmastikaluste Adeniini (A), Tümiini (T), Tsütosiini (C) ja Guaniini (G) vahel, mis moodustavad A-T ja C-G paari.
Fosfodiestersidemed hoiavad nukleotiide koos DNA molekulis. DNA ahela otsad on klassifitseeritud 5'- ja 3'-klassi, kuna need vastavad süsinikuarvule. pentoosist, kus paiknevad sidemega liituvad fosfaatrühm ja hüdroksüül (OH) rühm. fosfodiester. 5'-otsas on vaba fosfaatrühm ja 3'-otsas vaba hüdroksüülrühm.
rohkem teada nukleotiidid ja nukleiinhapped.
DNA replikatsiooniprotsess
Lühidalt, DNA replikatsioon toimub 5 ’→ 3’ suunas ja ahelad eraldatakse toimega ensüümid, mis lõhustavad lämmastikuga aluste vahelised sidemed ja keeravad ahelad lahti, avades topelt sõukruvi.
Kui DNA lahti kerib, toimivad teised ensüümid, katalüüsides kahe uue järjestuse sünteesi, kasutades matriitsina lähteahelaid. Iga loodud ahel liitub algse DNA ahelaga. Seetõttu liigitatakse protsess poolkonservatiivseks.
DNA on topeltheeliksmolekul ja selle dubleerimiseks on esimene samm selle struktuuri lahti pakkimine DNA helikaasi ensüümi toimel. Helikaas tunneb ära replikatsiooni alguspunkti ja toimib lõhustades vesiniksidemed lämmastikalustes A-T ja C-G. See protsess toimub erinevates punktides ja moodustab "replikatsioonimullid".
Kui sidemed lahti harutavad, on see nagu tõmblukuga ava, nii et see samm toob esile Y-kujulise struktuuri, mida nimetatakse replikatsioonihargiks, dubleerimise alguspunktiks.
Primaasi ensüüm vastutab RNA osa, mida nimetatakse aabits. Selles etapis mitu aabitsad genereeritakse ja liituvad ahelaga, et alustada DNA sünteesi.
DNA polümeraasi ensüüm on replikatsiooni ensüüm, mis vastutab uue ahela pikendamise eest, lisades aluseid (A, C, G ja T). See samm suunatakse fosfaatrühmaga 5'-otsast hüdroksüülrühmaga 3'-otsa juurde. Seda faasi nimetatakse pidevaks replikatsiooniks.
Vahel aabitsad originaalse ahela külge kinnitatuna on kinnitatud mitu DNA tükki ja neid nimetatakse Okazaki fragmentideks. Kuna sektsioonid tuleb hiljem ühendada, nimetatakse seda faasi viivitatuks.
Eksonukleaasi ensüüm vastutab selle eemaldamise eest aabitsad originaallintidest pärast pidevate ja katkendlike lindide moodustamist. Järjestamisvigade vältimiseks tehakse ülevaade ja vajadusel parandus teise eksonukleaasi abil.
DNA ligaasi ensüüm põhjustab DNA fragmentide liitumise ja DNA järjestuse kaheks pidevaks ahelaks.
Harjutused DNA replikatsiooni kohta
Kasutage järgmisi küsimusi, et kontrollida oma teadmisi selle kohta, mida olete just DNA replikatsiooni kohta õppinud.
küsimus 1
Miks peetakse DNA replikatsiooni poolkonservatiivseks protsessiks?
Vastus:
Replikatsiooni peetakse poolkonservatiivseks protsessiks, kuna pärast dubleerimist on DNA molekulid mis koosneb originaallindist ja teisest täiendavast lindist, mis on moodustatud originaallindi abil hallitus.
2. küsimus
Nimetage vähemalt kolm ensüümi, mis mängivad rolli DNA replikatsioonis ja millist rolli nad mängivad.
Vastus:
DNA helikaas: pakkib DNA struktuuri lahti, lõhustades replikatsiooni algatamiseks vesiniksidemed molekuli lämmastikaluste vahel.
DNA primaas: vastutab DNA osade, mida nimetatakse praimeriteks, sünteesimise eest, mis seondub algse DNA ahelaga.
DNA polümeraas: replikatsiooni ensüüm, mis vastutab replikatsiooni käigus moodustunud uue ahela pikendamise eest.
3. küsimus
Jälgige DNA replikatsiooniprotsessi etappe.
Mina Replikatsiooniharkide loomine
II. Vaba nukleotiidiga seondumine
III. Süntees ja ühendamine aabitsad
IV. Fragmentide ühendamine ja DNA ahela moodustamine
Õige järjestus vastavalt järjestusele, milles need dubleerimisel toimuvad, on:
a) II, I, IV ja III
b) I, III, II ja IV
c) III, II, IV ja I
d) I, II, III ja IV
Õige alternatiiv: b) I, III, II ja IV.
Mina Replikatsiooniharkide loomine. Helikaasi ensüümid alustavad protsessi DNA ahelate eraldamisega.
III. Süntees ja ühendamine praimerid, mis on RNA tükid, mis toimivad dubleerimise initsiaatoritena.
II. Vaba nukleotiidiga seondumine. Polümeraasi ensüümid seovad vabad nukleotiidid praimeritega.
IV. Fragmentide seondumine ja DNA ahela moodustumine. Seondumine toimub ligaasi ensüümide toimel.
4. küsimus
DNA molekuli topeltheeliksi eraldamisel on matriitsina kasutatava ühe ahela lämmastikaluste järgmine järjestus: ATCGGTTA
Algse ahelaga seondumiseks tekkiv komplementaarne ahela järjestus on:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Õige alternatiiv: c) TAGCCAAT.
Lämmastikalused moodustavad seondumisel alati samad paarid, see tähendab, et tümiin seondub adeniiniga (A-T) ja guaniin seondub tsütosiiniga (G-C).
Seetõttu seondub lämmastikuga aluste järjestus ATCGGTTA järjestusega TAGCCAAT vastavalt tähele c.
Saa rohkem teadmisi sisuga:
- DNA ja RNA
- Lämmastikalused
- DNA harjutused
