DNA-replikering tilsvarer duplisering av genetisk materiale, ettersom DNA lager en kopi av seg selv. De to strengene som utgjør molekylet skiller og styrer dannelsen av komplementære tråder som vil bli med dem.
Cellesyklusen kan deles inn i to øyeblikk: interfase og celledeling, for eksempel mitose. Interfasen er i sin tur den lengste fasen da den presenterer DNA-replikasjon og intervaller før og etter duplisering av genetisk materiale.
Hva er DNA-replikering?
DNA, som i eukaryote celler ligger i kjernen, inneholder all genetisk informasjon om et vesen, og dets dupliseringsprosess er viktig for cellevekst, reproduksjon og reparasjon.
Et DNA-molekyl dannes av to tråder som utfyller hverandre. For eksempel, hvis vi har et F-bånd og en annen F-outra, i replikasjonsprosessen, skiller båndene seg og brukes som former for dannelse av komplementære bånd. Derfor bestemmer nukleotidsekvensen til F sekvensen til en ny F 'streng og F' indikerer sammensetningen av en ny F-streng.
Før cellene dannes i celledeling, må innholdet i modercellen gjennomgå duplisering for å bli distribuert. Derfor, med DNA-replikasjon er det garantert at dattercellene vil motta den samme genetiske informasjonen.
DNA-struktur
O DNA, en dobbel streng i form av en spiral (dobbel helix), er en nukleinsyre dannet av nitrogenholdige baser, pentose deoxyribose og fosfatgruppen. Denne strukturen er forbundet med hydrogenbindinger mellom nitrogenholdige baser, adenin (A), tymin (T), cytosin (C) og guanin (G), som danner parene A-T og C-G.
Fosfodiesterbindinger holder nukleotidene sammen i DNA-molekylet. Endene av en DNA-streng er klassifisert som 5 'og 3' ettersom de tilsvarer karbonnummeret. av pentose der fosfatgruppen og hydroksyl (OH) gruppen som forbinder i en binding er lokalisert. fosfodiester. I 5'-enden er en fri fosfatgruppe og i 3'-enden er en fri hydroksyl.
vite mer om nukleotider og nukleinsyrer.
DNA-replikasjonsprosess
Kort sagt oppstår DNA-replikasjon i 5 ’→ 3’-retning, og strengene er atskilt med virkningen av enzymer, som bryter båndene mellom de nitrogenholdige basene og slår opp kjedene, og åpner dobbelt propell.
Når DNA-avvikling foregår, virker andre enzymer ved å katalysere syntesen av to nye sekvenser ved hjelp av foreldrestrengene som en mal. Hver opprettet streng blir med i en original DNA-streng. Derfor er prosessen klassifisert som semi-konservativ.
DNA er et dobbelt helixmolekyl, og for å duplisere det, er det første trinnet å pakke ut denne strukturen ved DNA-helikaseenzymets virkning. Helikasen gjenkjenner replikasjonens opprinnelse og virker ved å bryte hydrogenbindinger i de nitrogenholdige basene A-T og C-G. Denne prosessen skjer på forskjellige punkter og danner "replikasjonsbobler".
Når obligasjonene løser seg opp, er det som en glidelåsåpning, så dette trinnet bringer opp en Y-formet struktur kalt replikasjonsgaffel, utgangspunktet for duplisering.
Primase-enzymet er ansvarlig for å syntetisere en del av RNA, kalt grunning. På dette stadiet flere grunning genereres og blir med i kjeden for å starte DNA-syntese.
DNA-polymeraseenzymet er replikasjonsenzymet som er ansvarlig for å utvide den nye kjeden ved å legge til baser (A, C, G og T). Dette trinnet er rettet fra 5'-enden, med en fosfatgruppe, til 3'-enden, med en hydroksylgruppe. Denne fasen kalles kontinuerlig replikering.
Mellom grunning festet til den opprinnelige strengen, er flere DNA-deler festet og kalles Okazaki-fragmenter. Siden seksjonene må settes sammen senere, kalles denne fasen forsinket.
Exonuclease enzymet er ansvarlig for å fjerne grunning av de originale båndene etter å ha dannet kontinuerlige og diskontinuerlige bånd. For å unngå sekvenseringsfeil utføres en gjennomgang og om nødvendig en korreksjon av en annen exonuklease.
DNA-ligaseenzymet får DNA-fragmentene til å bli sammenføyd og DNA sekvensert i to kontinuerlige tråder.
Øvelser på DNA-replikering
Bruk følgende spørsmål for å teste din kunnskap om hva du nettopp har lært om DNA-replikasjon.
Spørsmål 1
Hvorfor regnes DNA-replikering som en semi-konservativ prosess?
Svare:
Replikering betraktes som en semi-konservativ prosess, siden DNA-molekylene etter duplisering er det bestående av et originalt bånd og et annet utfyllende bånd dannet ved hjelp av originalbåndet som form.
spørsmål 2
Nevn minst tre enzymer som spiller en rolle i DNA-replikasjon og hvilken rolle de spiller.
Svare:
DNA-helikase: pakker ut DNA-strukturen ved å bryte hydrogenbindinger mellom molekylets nitrogenholdige baser for å starte replikasjon.
DNA-primase: ansvarlig for å syntetisere delene av DNA, kalt primere, som vil binde seg til den opprinnelige DNA-strengen.
DNA-polymerase: replikasjonsenzym som er ansvarlig for å utvide den nye strengen som dannes under replikasjon.
spørsmål 3
Følg trinnene i DNA-replikasjonsprosessen.
JEG. Oppretting av replikasjonsgafler
II. Gratis nukleotidbinding
III. Syntese og kobling av grunning
IV. Kobling av fragmenter og dannelse av en DNA-streng
Den riktige sekvensen i henhold til rekkefølgen de skjer i dupliseringen er:
a) II, I, IV og III
b) I, III, II og IV
c) III, II, IV og I
d) I, II, III og IV
Riktig alternativ: b) I, III, II og IV.
JEG. Oppretting av replikasjonsgafler. Helicase-enzymer starter prosessen ved å skille DNA-strengene.
III. Syntese og kobling av primere, som er biter av RNA som fungerer som dupliseringsinitiatorer.
II. Gratis nukleotidbinding. Polymeraseenzymer binder frie nukleotider til primere.
IV. Binding av fragmenter og dannelse av en DNA-streng. Binding gjøres av ligaseenzymer.
spørsmål 4
Når du skiller den dobbelte helixen til et DNA-molekyl, er det følgende sekvens av nitrogenholdige baser av en av strengene som skal brukes som mal: ATCGGTTA
Den komplementære strengsekvensen som vil bli produsert for å binde seg til den opprinnelige strengen er:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Riktig alternativ: c) TAGCCAAT.
Nitrogenbaser lager alltid de samme parene når de binder, det vil si at tymin binder til adenin (A-T) og guanin binder til cytosin (GC).
Dermed vil en sekvens av nitrogenholdige baser ATCGGTTA binde seg til sekvensen TAGCCAAT, som per bokstav c.
Få mer kunnskap med innholdet:
- DNA og RNA
- Nitrogenbaser
- DNA-øvelser
