Replikacija DNA odgovara umnožavanju genetskog materijala, jer DNA stvara svoju kopiju. Dvije niti koje čine molekulu odvajaju se i usmjeravaju stvaranje komplementarnih lanaca koji će im se pridružiti.
Stanični ciklus možemo podijeliti u dva trenutka: interfazu i diobu stanica, na primjer, mitozu. Interfaza je pak najdulja faza jer predstavlja replikaciju DNA i intervale prije i nakon umnožavanja genetskog materijala.
Što je replikacija DNA?
DNA, koja se u eukariotskim stanicama nalazi u jezgri, sadrži sve genetske informacije bića, a postupak umnožavanja važan je za rast, razmnožavanje i popravak stanica.
Molekula DNA tvore dvije niti koje se međusobno nadopunjuju. Na primjer, ako imamo F traku i drugu F autu, u procesu replikacije, trake se odvajaju i koriste se kao kalupi za stvaranje komplementarnih traka. Stoga nukleotidni slijed F određuje slijed novog F 'lanca, a F' ukazuje na sastav novog F lanca.
Prije nego što se stanice formiraju u diobi stanica, sadržaj matične stanice mora se podvostručiti da bi se distribuirao. Stoga je uz replikaciju DNA zajamčeno da će stanice kćeri dobiti iste genetske informacije.
DNA struktura
O DNA, dvostruka nit u obliku spirale (dvostruka zavojnica), nukleinska je kiselina koju tvore dušične baze, pentoza deoksiriboza i fosfatna skupina. Ovoj strukturi pridružuju se vodikove veze između dušičnih baza, Adenina (A), Timina (T), Citozina (C) i Guanina (G), koji tvore parove A-T i C-G.
Fosfodiesterske veze drže nukleotide zajedno u molekuli DNA. Krajevi lanca DNA klasificirani su kao 5 'i 3' jer odgovaraju ugljikovom broju. pentoze gdje se nalaze fosfatna skupina i hidroksilna (OH) skupina koje se spajaju u vezi. fosfodiester. Na kraju 5 'je slobodna fosfatna skupina, a na kraju 3' slobodni hidroksil.
znati više o nukleotidi i nukleinske kiseline.
Proces replikacije DNA
Ukratko, replikacija DNA događa se u smjeru 5 ’→ 3’, a niti su odvojene djelovanjem enzimi, koji prekidaju veze između dušičnih baza i odmotavaju lance, otvarajući dvostruko propeler.
Kako se odvija odvijanje DNA, drugi enzimi djeluju katalizirajući sintezu dvije nove sekvence koristeći matične lance kao predložak. Svaki stvoreni lanac spaja izvorni lanac DNA. Stoga je postupak klasificiran kao polukonzervativan.
DNA je molekula dvostruke zavojnice i, da bi se duplicirao, prvi korak je raspakiranje ove strukture djelovanjem enzima DNA helikaze. Helikaza prepoznaje podrijetlo replikacije i djeluje razbijanjem vodikovih veza u dušičnim bazama A-T i C-G. Taj se proces događa na različitim točkama i tvori "mjehuriće replikacije".
Kako se veze raspetljavaju, to je poput otvaranja patentnog zatvarača, pa ovaj korak donosi strukturu u obliku slova Y koja se naziva replikacijska vilica, početna točka dupliciranja.
Enzim primaza odgovoran je za sintezu dijela RNA, koji se naziva temeljni premaz. U ovoj fazi nekoliko početnice stvaraju se i pridružuju lancu kako bi pokrenuli sintezu DNA.
Enzim DNA polimeraza replikacijski je enzim odgovoran za produženje novog lanca dodavanjem baza (A, C, G i T). Ovaj je korak usmjeren od 5 'kraja, s fosfatnom skupinom, do 3' kraja, s hidroksilnom skupinom. Ova se faza naziva kontinuirana replikacija.
Između početnice pričvršćen na izvorni lanac, pričvršćeno je nekoliko dijelova DNA koji se nazivaju Okazaki fragmenti. Budući da će se dijelovi kasnije morati spojiti, ova se faza naziva odgođena.
Eksonukleazni enzim odgovoran je za uklanjanje početnice originalnih traka nakon oblikovanja kontinuiranih i isprekidanih traka. Da bi se izbjegle pogreške u sekvenciranju, pregled i, ako je potrebno, ispravak vrši se drugom eksonukleazom.
Enzim DNA ligaze uzrokuje spajanje fragmenata DNA i sekvenciranje DNA u dvije kontinuirane niti.
Vježbe za replikaciju DNA
Koristite sljedeća pitanja kako biste provjerili svoje znanje o onome što ste upravo naučili o replikaciji DNA.
Pitanje 1
Zašto se replikacija DNA smatra polukonzervativnim postupkom?
Odgovor:
Replikacija se smatra polukonzervativnim postupkom, kao i molekule DNA nakon dupliciranja koji se sastoji od originalne vrpce i druge komplementarne vrpce oblikovane korištenjem izvorne vrpce kao kalup.
pitanje 2
Navedi najmanje tri enzima koji igraju ulogu u replikaciji DNA i koju ulogu imaju.
Odgovor:
DNA helikaza: raspakuje strukturu DNA uklanjanjem vodikovih veza između dušičnih baza molekule kako bi se pokrenula replikacija.
DNA primaza: odgovorna za sintezu dijelova DNA, nazvanih početnici, koji će se vezati za izvorni lanac DNA.
DNA polimeraza: replikacijski enzim odgovoran za produženje novog lanca nastalog tijekom replikacije.
pitanje 3
Promatrajte korake u procesu replikacije DNA.
Ja Stvaranje replikacijskih vilica
II. Slobodno vezivanje nukleotida
III. Sinteza i spreganje početnice
IV. Povezivanje fragmenata i stvaranje DNA lanca
Ispravan slijed prema redoslijedu koji se događa u dupliciranju je:
a) II, I, IV i III
b) I, III, II i IV
c) III, II, IV i I
d) I, II, III i IV
Ispravna alternativa: b) I, III, II i IV.
Ja Stvaranje replikacijskih vilica. Enzimi helikaze započinju postupak razdvajanjem niti DNA.
III. Sinteza i spreganje početnici, koji su dijelovi RNA koji djeluju kao inicijatori dupliciranja.
II. Slobodno vezivanje nukleotida. Enzimi polimeraze vezuju slobodne nukleotide za početnice.
IV. Vezanje fragmenata i stvaranje DNA lanca. Vezanje vrše enzimi ligaze.
pitanje 4
Prilikom razdvajanja dvostruke zavojnice molekule DNA, slijedi slijed dušikovih baza jedne od niti koja će se koristiti kao predložak: ATCGGTTA
Komplementarna sekvenca lanca koja će se stvoriti za vezivanje na izvornu nit je:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Ispravna alternativa: c) TAGCCAAT.
Baze dušika uvijek stvaraju iste parove kad se vežu, odnosno timin se veže za adenin (A-T), a gvanin za citozin (G-C).
Tako će se slijed dušičnih baza ATCGGTTA vezati za niz TAGCCAAT, prema slovu c.
Doznajte više o sadržaju:
- DNA i RNA
- Baze dušika
- DNA vježbe
