Replicarea ADN corespunde duplicării materialului genetic, deoarece ADN-ul face o copie a sa. Cele două catene care alcătuiesc molecula se separă și ghidează formarea de catene complementare care le vor uni.
Ciclul celular poate fi împărțit în două momente: interfază și diviziune celulară, de exemplu, mitoză. La rândul său, interfaza este cea mai lungă fază, deoarece prezintă replicarea ADN și intervale înainte și după duplicarea materialului genetic.
Ce este replicarea ADN-ului?
ADN-ul, care în celulele eucariote se află în nucleu, conține toate informațiile genetice ale unei ființe, iar procesul de duplicare al acestuia este important pentru creșterea, reproducerea și repararea celulelor.
O moleculă de ADN este formată din două catene care se completează reciproc. De exemplu, dacă avem o bandă F și încă o altă F, în procesul de replicare, benzile se separă și sunt utilizate ca matrițe pentru formarea benzilor complementare. Prin urmare, secvența nucleotidică a lui F determină secvența unei noi catene F și F indică compoziția unei noi catene F.
Înainte ca celulele să se formeze în diviziune celulară, conținutul celulei mame trebuie să fie supus duplicării pentru a fi distribuit. Prin urmare, cu replicarea ADN-ului este garantat că celulele fiice vor primi aceleași informații genetice.
Structura ADN-ului
O ADN, o catenă dublă sub formă de spirală (helix dublu), este un acid nucleic format din baze azotate, pentozele dezoxiriboză și grupul fosfat. Această structură este alăturată de legături de hidrogen între bazele azotate, Adenina (A), Timina (T), Citozina (C) și Guanina (G), care formează perechile A-T și C-G.
Legăturile fosfodiesterice țin nucleotidele împreună în molecula ADN. Capetele unei catene de ADN sunt clasificate ca 5 'și 3' deoarece corespund numărului de carbon. de pentoză unde se află gruparea fosfat și gruparea hidroxil (OH) care se unesc într-o legătură. fosfodiester. La capătul 5 'este o grupare fosfat liber și la capătul 3' este un hidroxil liber.
știu mai multe despre nucleotide și acizi nucleici.
Procesul de replicare a ADN-ului
Pe scurt, replicarea ADN are loc în direcția 5 ’→ 3’, iar firele sunt separate prin acțiunea lui enzime, care rup legăturile dintre bazele azotate și desfac lanțurile, deschizând dublul elice.
Pe măsură ce se desfășoară ADN-ul, alte enzime acționează prin catalizarea sintezei a două noi secvențe folosind firele părinte ca model. Fiecare catena creată se alătură unei catene originale de ADN. Prin urmare, procesul este clasificat ca semi-conservator.
ADN-ul este o moleculă cu dublă helică și, pentru a o duplica, primul pas constă în despachetarea acestei structuri prin acțiunea enzimei ADN helicază. Helicaza recunoaște originea replicării și acționează prin ruperea legăturilor de hidrogen din bazele azotate A-T și C-G. Acest proces are loc în diferite puncte și formează „bule de replicare”.
Pe măsură ce legăturile se desfac, este ca o deschidere cu fermoar, așa că acest pas aduce o structură în formă de Y numită furcă de replicare, punctul de plecare al duplicării.
Enzima primază este responsabilă pentru sintetizarea unei porțiuni de ARN, numită grund. În această etapă mai multe grunduri sunt generate și se alătură lanțului pentru a iniția sinteza ADN-ului.
Enzima ADN polimerază este enzima de replicare responsabilă de extinderea noului lanț prin adăugarea de baze (A, C, G și T). Această etapă este direcționată de la capătul 5 ', cu o grupare fosfat, până la capătul 3', cu o grupare hidroxil. Această fază se numește replicare continuă.
Între grunduri atașate la firul original, sunt atașate mai multe bucăți de ADN și se numesc fragmente Okazaki. Deoarece secțiunile vor trebui alăturate mai târziu, această fază se numește întârziată.
Enzima exonuclează este responsabilă de îndepărtarea grunduri a benzilor originale după formarea benzilor continue și discontinue. Pentru a evita erorile de secvențiere, se efectuează o revizuire și, dacă este necesar, o corecție de către un alt exonucleaz.
Enzima ADN ligază face ca fragmentele de ADN să fie unite și ADN-ul să fie secvențiat în două catene continue.
Exerciții de replicare a ADN-ului
Utilizați următoarele întrebări pentru a vă testa cunoștințele despre ceea ce tocmai ați învățat despre replicarea ADN-ului.
intrebarea 1
De ce replicarea ADN este considerată un proces semi-conservator?
Răspuns:
Replicarea este considerată un proces semi-conservator, deoarece moleculele de ADN după duplicare sunt format dintr-o bandă originală și o altă bandă complementară formată folosind banda originală ca Matrite.
intrebarea 2
Numiți cel puțin trei enzime care joacă un rol în replicarea ADN și ce rol joacă.
Răspuns:
ADN helicază: despachetează structura ADN-ului prin desfacerea legăturilor de hidrogen dintre bazele azotate ale moleculei pentru a iniția replicarea.
ADN primază: responsabilă pentru sintetizarea porțiunilor de ADN, numite primeri, care se vor lega de firul original de ADN.
ADN polimerază: enzimă de replicare responsabilă de extinderea noii catene formate în timpul replicării.
întrebarea 3
Observați pașii din procesul de replicare a ADN-ului.
I. Crearea furcilor de replicare
II. Legarea nucleotidelor libere
III. Sinteza și cuplarea grunduri
IV. Legarea fragmentelor și formarea unui fir ADN
Secvența corectă în funcție de ordinea în care se întâmplă în duplicare este:
a) II, I, IV și III
b) I, III, II și IV
c) III, II, IV și I
d) I, II, III și IV
Alternativă corectă: b) I, III, II și IV.
I. Crearea furcilor de replicare. Enzimele Helicase încep procesul prin separarea firelor de ADN.
III. Sinteza și cuplarea primeri, care sunt bucăți de ARN care acționează ca inițiatori de duplicare.
II. Legarea nucleotidelor libere. Enzimele polimerazei leagă nucleotidele libere de primeri.
IV. Legarea fragmentelor și formarea unui fir ADN. Legarea se face de către enzimele ligazei.
întrebarea 4
Când separați dubla helix a unei molecule de ADN, există următoarea secvență de baze azotate a uneia dintre catene care vor fi utilizate ca șablon: ATCGGTTA
Secvența de catenă complementară care va fi produsă pentru a se lega de catenă originală este:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
Alternativă corectă: c) TAGCCAAT.
Bazele de azot fac întotdeauna aceleași perechi atunci când se leagă, adică timina se leagă de adenină (A-T) și guanina se leagă de citozină (G-C).
Astfel, o secvență de baze azotate ATCGGTTA se va lega de secvența TAGCCAAT, conform literei c.
Obțineți mai multe cunoștințe cu conținutul:
- ADN și ARN
- Bazele de azot
- Exerciții ADN
