DNA-replikaatio vastaa geneettisen materiaalin päällekkäisyyttä, koska DNA tekee kopion itsestään. Molemmat molekyylin muodostavat säikeet erottuvat toisistaan ja ohjaavat niihin liittyvien komplementaaristen säikeiden muodostumista.
Solusykli voidaan jakaa kahteen momenttiin: interfaasiin ja solujen jakautumiseen, esimerkiksi mitoosiin. Interfaasi puolestaan on pisin vaihe, koska se esittää DNA-replikaation ja intervallit ennen geneettisen materiaalin kopiointia ja sen jälkeen.
Mikä on DNA-replikaatio?
DNA, joka eukaryoottisoluissa sijaitsee ytimessä, sisältää kaikki olennon geneettiset tiedot ja sen monistumisprosessi on tärkeä solujen kasvulle, lisääntymiselle ja korjaamiselle.
DNA-molekyyli muodostuu kahdesta säikeestä, jotka täydentävät toisiaan. Esimerkiksi, jos meillä on F-nauha ja toinen F-outra, replikointiprosessissa nauhat erotetaan ja niitä käytetään muotteina täydentävien nauhojen muodostamiseksi. Näin ollen F: n nukleotidisekvenssi määrittää uuden F'-juosteen sekvenssin ja F 'osoittaa uuden F-juosteen koostumuksen.
Ennen solujen muodostumista solujen jakautumisessa emosolun sisällön on läpäistävä päällekkäisyys, jotta se voidaan jakaa. Siksi DNA-replikaatiolla on taattu, että tytärsolut saavat saman geneettisen tiedon.
DNA-rakenne
O DNAKaksoisnauha spiraalin muodossa (kaksoiskierre) on nukleiinihappo, jonka muodostavat typpipitoiset emäkset, pentoosidezoksiriboosi ja fosfaattiryhmä. Tämä rakenne on liitetty typpiemästen, adeniinin (A), tymiinin (T), sytosiinin (C) ja guaniinin (G), välisiin vetysidoksiin, jotka muodostavat parit A-T ja C-G.
Fosfodiesterisidokset pitävät nukleotidit yhdessä DNA-molekyylissä. DNA-juosteen päät luokitellaan 5'- ja 3'-ryhmiksi, koska ne vastaavat hiililukua. pentoosista, jossa sidoksessa liittyneet fosfaatti- ja hydroksyyli (OH) -ryhmät sijaitsevat. fosfodiesteri. 5'-päässä on vapaa fosfaattiryhmä ja 3'-päässä vapaa hydroksyyli.
tietää enemmän nukleotidit ja nukleiinihapot.
DNA-replikaatioprosessi
Lyhyesti sanottuna DNA-replikaatio tapahtuu 5 ’→ 3’ -suunnassa ja säikeet erotetaan toiminnalla entsyymit, jotka hajottavat typpipitoisten emästen väliset sidokset ja purkautuvat ketjut avaten kaksinkertaisen potkuri.
Kun DNA: n purkautuminen tapahtuu, muut entsyymit toimivat katalysoimalla kahden uuden sekvenssin synteesiä käyttäen emäsäikeitä templaattina. Jokainen luotu juoste liittyy alkuperäiseen DNA-juosteeseen. Siksi prosessi luokitellaan puolikonservatiiviseksi.
DNA on kaksoiskierre-molekyyli, ja sen kopioimiseksi ensimmäinen vaihe on purkaa tämä rakenne DNA-helikaasientsyymin vaikutuksesta. Helikaasi tunnistaa replikaation aloituskohdan ja toimii rikkomalla vetysidokset typpiemäksissä A-T ja C-G. Tämä prosessi tapahtuu eri kohdissa ja muodostaa "replikaatiokuplia".
Sidosten purkautuessa se on kuin vetoketjun aukko, joten tämä vaihe tuo esiin Y-muotoisen rakenteen, jota kutsutaan replikaatiohaarukaksi, päällekkäisyyksien aloituskohdaksi.
Primaasientsyymi on vastuussa osan RNA: n, nimeltään pohjamaali. Tässä vaiheessa useita alukkeet muodostuu ja liittyy ketjuun DNA-synteesin aloittamiseksi.
DNA-polymeraasientsyymi on replikaatioentsyymi, joka on vastuussa uuden ketjun jatkamisesta lisäämällä emäksiä (A, C, G ja T). Tämä vaihe on suunnattu 5'-päästä fosfaattiryhmällä 3'-päähän hydroksyyliryhmällä. Tätä vaihetta kutsutaan jatkuvaksi replikaatioksi.
Välissä alukkeet alkuperäiseen säikeeseen kiinnittyneenä useita DNA-kappaleita on kiinnitetty ja niitä kutsutaan Okazaki-fragmenteiksi. Koska osiot on liitettävä myöhemmin, tätä vaihetta kutsutaan viivästetyksi.
Eksonukleaasientsyymi on vastuussa alukkeet alkuperäisten nauhojen muodostamisen jälkeen jatkuvan ja epäjatkuvan nauhan muodostamisen jälkeen. Sekvensointivirheiden välttämiseksi uudelleentarkastelu ja tarvittaessa korjaus suoritetaan toisella eksonukleaasilla.
DNA-ligaasientsyymi aiheuttaa DNA-fragmenttien liittymisen ja DNA: n sekvensoinnin kahteen jatkuvaan säikeeseen.
Harjoitukset DNA-replikaatiosta
Käytä seuraavia kysymyksiä testataksesi tietosi siitä, mitä olet juuri oppinut DNA-replikaatiosta.
Kysymys 1
Miksi DNA-replikaatiota pidetään puolikonservatiivisena prosessina?
Vastaa:
Replikaatiota pidetään puolikonservatiivisena prosessina, koska kopioinnin jälkeen DNA-molekyylit ovat joka koostuu alkuperäisestä nauhasta ja toisesta täydentävästä nauhasta, joka on muodostettu käyttämällä alkuperäistä nauhaa hometta.
kysymys 2
Nimeä vähintään kolme entsyymiä, joilla on merkitys DNA-replikaatiossa, ja mikä rooli niillä on.
Vastaa:
DNA-helikaasi: purkaa DNA-rakenteen purkamalla molekyylin typpiemästen väliset vetysidokset replikaation aloittamiseksi.
DNA-primaasi: vastaa DNA: n, alukkeiksi kutsuttujen osien, synteesistä, joka sitoutuu alkuperäiseen DNA-juosteeseen.
DNA-polymeraasi: replikaatioentsyymi, joka on vastuussa replikaation aikana muodostuneen uuden juosteen jatkumisesta.
kysymys 3
Noudata DNA-replikointiprosessin vaiheita.
I. Replikointihaarukoiden luominen
II. Vapaa nukleotidien sitoutuminen
III. Synteesi ja kytkentä alukkeet
IV. Fragmenttien liittäminen ja DNA-juosteen muodostaminen
Oikea järjestys niiden kopiointijärjestyksen mukaan:
a) II, I, IV ja III
b) I, III, II ja IV
c) III, II, IV ja I
d) I, II, III ja IV
Oikea vaihtoehto: b) I, III, II ja IV.
I. Replikointihaarukoiden luominen. Helikaasientsyymit aloittavat prosessin erottamalla DNA-säikeet.
III. Synteesi ja kytkentä alukkeet, jotka ovat RNA: n paloja, jotka toimivat kopioinnin initiaattoreina.
II. Vapaa nukleotidien sitoutuminen. Polymeraasientsyymit sitovat vapaita nukleotideja alukkeisiin.
IV. Fragmenttien sitoutuminen ja DNA-juosteen muodostuminen. Sitoutuminen tapahtuu ligaasientsyymeillä.
kysymys 4
Kun erotetaan DNA-molekyylin kaksoiskierre, on yksi matriisina käytetyn juosteen typpipitoisten emästen sekvenssi: ATCGGTTA
Alkuperäiseen juosteeseen sitoutumiseen tuotettava komplementaarinen juosesekvenssi on:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Oikea vaihtoehto: c) TAGCCAAT.
Typpiemäkset muodostavat aina samat parit sitoutuessaan, ts. Tymiini sitoutuu adeniiniin (A-T) ja guaniini sitoutuu sytosiiniin (G-C).
Siten typpipitoisten emästen sekvenssi ATCGGTTA sitoutuu TAGCCAAT-sekvenssiin kirjaimen c mukaisesti.
Hanki lisää tietoa sisällöstä:
- DNA ja RNA
- Typpiemäkset
- DNA-harjoitukset
