A DNS-replikáció a genetikai anyag duplikációjának felel meg, mivel a DNS másolatot készít magáról. A molekulát alkotó két szál különválik és irányítja a hozzájuk csatlakozó komplementer szálak kialakulását.
A sejtciklus két pillanatra osztható: interfázisra és sejtosztódásra, például mitózisra. Az interfázis viszont a leghosszabb szakasz, mivel a DNS-replikációt és a genetikai anyag duplikációja előtti és utáni intervallumokat mutatja be.
Mi a DNS replikáció?
Az eukarióta sejtekben a sejtmagban található DNS tartalmazza a lény összes genetikai információját, és annak duplikációs folyamata fontos a sejtek növekedéséhez, szaporodásához és helyreállításához.
A DNS-molekulát két szál alkotja, amelyek kiegészítik egymást. Például, ha van egy F szalagunk és egy másik F outra, akkor a replikációs folyamat során a szalagok elválnak egymástól, és öntőformaként használják őket kiegészítő szalagok kialakításához. Ennélfogva az F nukleotidszekvenciája meghatározza egy új F 'szál szekvenciáját, F' pedig egy új F szál összetételét jelzi.
Mielőtt a sejtek sejtosztódásban képződnének, az anyasejt tartalmának meg kell duplikálódnia, hogy eloszlasson. Ezért a DNS-replikációval garantált, hogy a leánysejtek ugyanazt a genetikai információt kapják meg.
DNS-szerkezet
O DNSA kettős szál spirál (kettős spirál) formájában egy nitrogénbázisok, a pentóz-dezoxiribóz és a foszfátcsoport által képzett nukleinsav. Ezt a szerkezetet hidrogénkötések kötik össze a nitrogén bázisok, az adenin (A), a timin (T), a citozin (C) és a guanin (G) között, amelyek alkotják az A-T és a C-G párokat.
A foszfodiészter kötések összetartják a nukleotidokat a DNS-molekulában. A DNS-szál végei 5'-re és 3'-ra vannak besorolva, mivel megfelelnek a szénatomnak. pentóz, ahol a kötésben csatlakozó foszfátcsoport és hidroxil (OH) csoport található. foszfodiészter. Az 5'-végén szabad foszfátcsoport, a 3'-végén pedig szabad hidroxilcsoport található.
többet tudni nukleotidok és nukleinsavak.
DNS replikációs folyamat
Röviden, a DNS-replikáció az 5 ’→ 3’ irányban történik, és a szálakat a művelet választja el egymástól enzimek, amelyek megszakítják a kötéseket a nitrogénbázisok között, és kikapcsolják a láncokat, megnyitva a kettőt propeller.
Amint a DNS kibontakozik, más enzimek úgy működnek, hogy katalizálják két új szekvencia szintézisét, a templátként a szülőszálakat használva. Minden létrehozott szál egy eredeti DNS-szálhoz csatlakozik. Ezért a folyamat félkonzervatív kategóriába tartozik.
A DNS kettős spirálmolekula, és annak megismétlése érdekében az első lépés ennek a szerkezetnek a kicsomagolása a DNS helikáz enzim hatására. A helikáz felismeri a replikáció kezdetét, és az A-T és C-G nitrogén bázisokban lévő hidrogénkötések megszakításával hat. Ez a folyamat különböző pontokon történik és "replikációs buborékokat" képez.
Ahogy a kötések kibomlanak, olyan, mint egy cipzárnyílás, így ez a lépés egy Y alakú szerkezetet hoz létre, az úgynevezett replikációs villát, a duplikáció kezdőpontját.
A primáz enzim felelős az RNS egy részének szintéziséért, az úgynevezett alapozó. Ebben a szakaszban több alapozók keletkeznek és csatlakoznak a lánchoz a DNS-szintézis megkezdéséhez.
A DNS-polimeráz enzim az a replikációs enzim, amely az új lánc bázisok (A, C, G és T) hozzáadásával felelős. Ez a lépés az 5'-végtől foszfátcsoporttal a 3'-végig, egy hidroxilcsoporttal irányul. Ezt a fázist folyamatos replikációnak nevezzük.
Között alapozók az eredeti szálhoz kapcsolódva több DNS-darab kapcsolódik, ezeket Okazaki-fragmenseknek nevezik. Mivel a szakaszokat később össze kell kapcsolni, ezt a fázist késleltetettnek nevezzük.
Az exonukleáz enzim felelős az alapozók az eredeti szalagok folyamatos és szakaszos szalagok kialakítása után. A szekvenálási hibák elkerülése érdekében egy áttekintést, és ha szükséges, a korrekciót egy másik exonukleáz hajtja végre.
A DNS-ligáz enzim a DNS-fragmensek összekapcsolódását és a DNS-nek két folyamatos szálba szekvenálását okozza.
Gyakorlatok a DNS replikációról
Használja a következő kérdéseket, hogy tesztelje tudását arról, amit az imént tanult a DNS-replikációról.
1. kérdés
Miért tekinthető a DNS-replikáció félkonzervatív folyamatnak?
Válasz:
A replikációt félkonzervatív folyamatnak tekintik, mivel a duplikáció után a DNS-molekulák amely egy eredeti szalagból és egy másik kiegészítő szalagból áll, amelyet az eredeti szalag felhasználásával alakítottak ki öntőforma.
2. kérdés
Nevezzen meg legalább három enzimet, amelyek szerepet játszanak a DNS-replikációban, és milyen szerepet játszanak.
Válasz:
DNS-helikáz: kicsomagolja a DNS szerkezetét a molekula nitrogén bázisai közötti hidrogénkötések feloldásával a replikáció megkezdéséhez.
DNS-primáz: felelős a primer nevű DNS-részek szintetizálásáért, amelyek kötődnek az eredeti DNS-szálhoz.
DNS-polimeráz: replikációs enzim, amely a replikáció során képződött új szál meghosszabbításáért felelős.
3. kérdés
Figyelje meg a DNS-replikációs folyamat lépéseit.
ÉN. Replikációs villák létrehozása
II. Szabad nukleotidkötés
III. A. Szintézise és összekapcsolása alapozók
IV. Töredékek összekapcsolása és DNS-szál képzése
A megfelelő sorrend, a sorrend szerint, a duplikáció során történnek:
a) II., I., IV. és III
b) I., III., II. és IV
c) III, II, IV és I
d) I., II., III. és IV
Helyes alternatíva: b) I, III, II és IV.
ÉN. Replikációs villák létrehozása. A helikáz enzimek a DNS szálainak elválasztásával indítják el a folyamatot.
III. A. Szintézise és összekapcsolása primerek, amelyek az RNS darabjai, amelyek duplikációs iniciátorként működnek.
II. Szabad nukleotidkötés. A polimeráz enzimek szabad nukleotidokat kötnek a primerekhez.
IV. Töredékek kötése és DNS-szál képződése. A kötést a ligáz enzimek végzik.
4. kérdés
Egy DNS-molekula kettős spiráljának elválasztásakor az egyik szál nitrogén-bázisának következő sorrendje lesz, amelyet templátként használunk: ATCGGTTA
Az a komplementer szál szekvencia, amely az eredeti szálhoz kötődik, a következő:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Helyes alternatíva: c) TAGCCAAT.
A nitrogénbázisok mindig ugyanazokat a párokat alkotják, amikor kötődnek, vagyis a timin kötődik az adeninhez (A-T), a guanin pedig a citozinhoz (G-C).
Így az ATCGGTTA nitrogén bázisok szekvenciája a c betű szerint a TAGCCAAT szekvenciához kötődik.
További ismeretek szerzése a tartalommal kapcsolatban:
- DNS és RNS
- Nitrogénbázisok
- DNS gyakorlatok
