DNS replikācija atbilst ģenētiskā materiāla dublēšanai, jo DNS veido pati sevis kopiju. Divi pavedieni, kas veido molekulu, atdalās un vada to papildinošo virkņu veidošanos, kas tām pievienosies.
Šūnu ciklu var sadalīt divos momentos: starpfāzu un šūnu dalīšanās, piemēram, mitoze. Savukārt starpfāze ir garākā fāze, jo tā parāda DNS replikāciju un intervālus pirms un pēc ģenētiskā materiāla dublēšanās.
Kas ir DNS replikācija?
DNS, kas eikariotu šūnās atrodas kodolā, satur visu būtnes ģenētisko informāciju, un tās dublēšanās process ir svarīgs šūnu augšanai, reprodukcijai un labošanai.
DNS molekulu veido divi pavedieni, kas papildina viens otru. Piemēram, ja mums ir F lente un vēl viena F outra, replikācijas procesā lentes atdalās un tiek izmantotas kā veidnes papildu lentu veidošanai. Tādējādi F nukleotīdu secība nosaka jaunas F 'virknes secību, un F' norāda jaunas F virknes sastāvu.
Pirms šūnas tiek veidotas šūnu dalījumā, mātes šūnas saturam ir jāveic dublēšanās, lai to sadalītu. Tāpēc ar DNS replikāciju tiek garantēts, ka meitas šūnas saņems to pašu ģenētisko informāciju.
DNS struktūra
O DNS, dubultā virkne spirāles formā (dubultā spirāle), ir nukleīnskābe, ko veido slāpekļa bāzes, pentozes dezoksiriboze un fosfāta grupa. Šo struktūru savieno ūdeņraža saites starp slāpekļa bāzēm, adenīnu (A), timīnu (T), citozīnu (C) un guanīnu (G), kas veido A-T un C-G pārus.
Fosfodiesteru saites satur nukleotīdus kopā DNS molekulā. DNS virknes galus klasificē kā 5 'un 3', jo tie atbilst oglekļa skaitam. no pentozes, kur atrodas fosfāta grupa un hidroksilgrupa (OH), kas savienojas saitē. fosfodiesteris. 5 'galā ir brīva fosfāta grupa un 3' galā ir brīva hidroksilgrupa.
uzzināt vairāk par nukleotīdi un nukleīnskābes.
DNS replikācijas process
Īsāk sakot, DNS replikācija notiek 5 ’→ 3’ virzienā, un pavedienus atdala darbība fermenti, kas pārtrauc saites starp slāpekļa bāzēm un atritina ķēdes, atverot dubulto dzenskrūve.
Kad notiek DNS atritināšana, citi fermenti darbojas, katalizējot divu jaunu secību sintēzi, izmantojot šablonu vecāku virknes. Katra izveidotā virkne pievienojas sākotnējai DNS virknei. Tādēļ process tiek klasificēts kā daļēji konservatīvs.
DNS ir dubultas spirāles molekula, un, lai to dublētu, vispirms ir jāizsaiņo šī struktūra ar DNS helikāzes enzīma iedarbību. Helikāze atpazīst replikācijas sākumu un darbojas, pārtraucot ūdeņraža saites slāpekļa bāzēs A-T un C-G. Šis process notiek dažādos punktos un veido "replikācijas burbuļus".
Tā kā saites tiek atšķetinātas, tā ir kā rāvējslēdzēja atvere, tāpēc šis solis uzrāda Y formas struktūru, ko sauc par replikācijas dakšiņu, kas ir dublēšanās sākumpunkts.
Primāzes ferments ir atbildīgs par RNS daļas, ko sauc par, sintezēšanu grunts. Šajā posmā vairāki gruntskrāsas tiek ģenerēti un pievienojas ķēdei, lai sāktu DNS sintēzi.
DNS polimerāzes ferments ir replikācijas ferments, kas ir atbildīgs par jaunās ķēdes pagarināšanu, pievienojot bāzes (A, C, G un T). Šis solis ir virzīts no 5 'gala ar fosfātu grupu līdz 3' galam ar hidroksilgrupu. Šo fāzi sauc par nepārtrauktu replikāciju.
Starp gruntskrāsas piestiprināti pie sākotnējās virknes, ir pievienoti vairāki DNS gabali, kurus sauc par Okazaki fragmentiem. Tā kā sekcijas būs jāapvieno vēlāk, šo posmu sauc par aizkavētu.
Eksonukleāzes enzīms ir atbildīgs par gruntskrāsas oriģinālo lentu pēc nepārtrauktu un nepārtrauktu lentu veidošanas. Lai izvairītos no secības kļūdām, pārskatīšanu un, ja nepieciešams, korekciju veic cita eksonukleāze.
DNS ligāzes enzīms izraisa DNS fragmentu savienošanu un DNS sekvencēšanu divos nepārtrauktos pavedienos.
Vingrinājumi par DNS replikāciju
Izmantojiet šādus jautājumus, lai pārbaudītu savas zināšanas par tikko uzzināto par DNS replikāciju.
jautājums 1
Kāpēc DNS replikācija tiek uzskatīta par daļēji konservatīvu procesu?
Atbildēt:
Replikācija tiek uzskatīta par daļēji konservatīvu procesu, jo DNS molekulas pēc dublēšanās ir sastāv no oriģinālās lentes un citas papildu lentes, kas izveidota, izmantojot oriģinālo lenti kā pelējums.
2. jautājums
Nosauciet vismaz trīs fermentus, kuriem ir nozīme DNS replikācijā, un kādu lomu tie spēlē.
Atbildēt:
DNS helikāze: izpako DNS struktūru, atdalot ūdeņraža saites starp molekulas slāpekļa bāzēm, lai sāktu replikāciju.
DNS primāze: atbildīga par DNS daļu, ko sauc par grunts, sintezēšanu, kas saistīsies ar sākotnējo DNS virkni.
DNS polimerāze: replikācijas ferments, kas ir atbildīgs par replikācijas laikā izveidojušās jaunās virknes pagarināšanu.
3. jautājums
Ievērojiet DNS replikācijas procesa darbības.
Es Replikācijas dakšu izveide
II. Brīva nukleotīdu saistīšanās
III. Sintēze un savienošana gruntskrāsas
IV. Fragmentu sasaistīšana un DNS virknes veidošana
Pareiza secība atbilstoši secībai, kādā tie notiek dublēšanā, ir:
a) II, I, IV un III
b) I, III, II un IV
c) III, II, IV un I
d) I, II, III un IV
Pareiza alternatīva: b) I, III, II un IV.
Es Replikācijas dakšu izveide. Helikāzes fermenti sāk procesu, atdalot DNS virknes.
III. Sintēze un savienošana primeri, kas ir RNS gabali, kas darbojas kā dublēšanās ierosinātāji.
II. Brīva nukleotīdu saistīšanās. Polimerāzes fermenti brīvos nukleotīdus saista ar gruntskrāsām.
IV. Fragmentu saistīšana un DNS virknes veidošanās. Saistīšanu veic ligāzes fermenti.
4. jautājums
Atdalot DNS molekulas dubulto spirāli, vienā no virknēm tiks izmantota šāda slāpekļa bāzu secība, kas tiks izmantota kā veidne: ATCGGTTA
Papildu virknes secība, kas tiks izveidota, lai saistītos ar sākotnējo virkni, ir:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Pareiza alternatīva: c) TAGCCAAT.
Slāpekļa bāzes vienmēr, veidojot savienojumu, veido vienus un tos pašus pārus, tas ir, timīns saistās ar adenīnu (A-T) un guanīns saistās ar citozīnu (G-C).
Tādējādi slāpekļa bāzu secība ATCGGTTA saistīsies ar TAGCCAAT sekvenci, kā norādīts c burtā.
Iegūstiet vairāk zināšanu par saturu:
- DNS un RNS
- Slāpekļa bāzes
- DNS vingrinājumi
