Репликация ДНК соответствует дублированию генетического материала, поскольку ДНК копирует себя. Две цепи, составляющие молекулу, разделяются и направляют образование дополнительных цепей, которые будут их соединять.
Клеточный цикл можно разделить на два момента: интерфаза и деление клетки, например митоз. Интерфаза, в свою очередь, является самой длинной фазой, поскольку она представляет собой репликацию ДНК и интервалы до и после удвоения генетического материала.
Что такое репликация ДНК?
ДНК, которая в эукариотических клетках расположена в ядре, содержит всю генетическую информацию о существе, и процесс ее дублирования важен для роста, воспроизводства и восстановления клеток.
Молекула ДНК образована двумя цепями, которые дополняют друг друга. Например, если у нас есть лента F и другая лента F outra, в процессе репликации ленты разделяются и используются в качестве форм для формирования дополнительных лент. Следовательно, нуклеотидная последовательность F определяет последовательность новой цепи F ', а F' указывает состав новой цепи F.
Прежде чем клетки образуются при делении клеток, содержимое материнской клетки должно подвергнуться дупликации для распределения. Следовательно, репликация ДНК гарантирует, что дочерние клетки получат ту же генетическую информацию.
Структура ДНК
О ДНК, двойная цепь в форме спирали (двойной спирали), представляет собой нуклеиновую кислоту, образованную азотистыми основаниями, пентозодезоксирибозой и фосфатной группой. Эта структура соединена водородными связями между азотистыми основаниями, аденином (A), тимином (T), цитозином (C) и гуанином (G), которые образуют пары A-T и C-G.
Фосфодиэфирные связи удерживают нуклеотиды вместе в молекуле ДНК. Концы цепи ДНК классифицируются как 5 'и 3', поскольку они соответствуют числу атомов углерода. пентозы, где расположены фосфатная группа и гидроксильная (ОН) группа, которые соединяются связью. фосфодиэфир. На 5'-конце находится свободная фосфатная группа, а на 3'-конце - свободный гидроксил.
узнать больше о нуклеотиды а также нуклеиновые кислоты.
Процесс репликации ДНК
Короче говоря, репликация ДНК происходит в направлении 5 ’→ 3’, и цепи разделяются действием ферменты, которые разрывают связи между азотистыми основаниями и разматывают цепи, открывая двойные пропеллер.
Когда происходит раскручивание ДНК, другие ферменты действуют, катализируя синтез двух новых последовательностей, используя родительские цепи в качестве матрицы. Каждая созданная нить соединяет исходную нить ДНК. Поэтому процесс классифицируется как полуконсервативный.
ДНК представляет собой молекулу с двойной спиралью, и для ее дублирования первым делом необходимо распаковать эту структуру под действием фермента ДНК-геликазы. Хеликаза распознает начало репликации и действует, разрывая водородные связи в азотистых основаниях A-T и C-G. Этот процесс происходит в различных точках и образует «пузыри репликации».
По мере того, как узы распускаются, это похоже на раскрытие молнии, поэтому на этом этапе возникает Y-образная структура, называемая вилкой репликации, отправной точкой дублирования.
Фермент праймаза отвечает за синтез части РНК, называемой грунтовка. На этом этапе несколько грунтовки генерируются и присоединяются к цепи, чтобы инициировать синтез ДНК.
Фермент ДНК-полимераза - это фермент репликации, ответственный за удлинение новой цепи путем добавления оснований (A, C, G и T). Эта стадия направлена от 5'-конца с фосфатной группой к 3'-концу с гидроксильной группой. Этот этап называется непрерывной репликацией.
Между грунтовки к исходной цепи присоединяются несколько фрагментов ДНК, которые называются фрагментами Окадзаки. Поскольку секции нужно будет соединить позже, этот этап называется отложенным.
Фермент экзонуклеаза отвечает за удаление грунтовки оригинальных лент после формирования непрерывных и прерывистых лент. Чтобы избежать ошибок при секвенировании, выполняется проверка и, при необходимости, коррекция другой экзонуклеазой.
Фермент ДНК-лигаза вызывает соединение фрагментов ДНК и секвенирование ДНК на две непрерывные цепи.
Упражнения по репликации ДНК
Используйте следующие вопросы, чтобы проверить свои знания о репликации ДНК.
Вопрос 1
Почему репликация ДНК считается полуконсервативным процессом?
Отвечать:
Репликация считается полуконсервативным процессом, так как молекулы ДНК после дупликации состоящий из исходной ленты и другой дополнительной ленты, сформированной с использованием исходной ленты в качестве плесень.
вопрос 2
Назовите хотя бы три фермента, которые участвуют в репликации ДНК, и какую роль они играют.
Отвечать:
ДНК-геликаза: распаковывает структуру ДНК, разрывая водородные связи между азотистыми основаниями молекулы, чтобы инициировать репликацию.
ДНК-примаза: отвечает за синтез частей ДНК, называемых праймерами, которые будут связываться с исходной цепью ДНК.
ДНК-полимераза: фермент репликации, ответственный за удлинение новой цепи, образующейся во время репликации.
вопрос 3
Наблюдайте за этапами процесса репликации ДНК.
Я. Создание вилок репликации
II. Связывание свободных нуклеотидов
III. Синтез и сочетание грунтовки
IV. Связывание фрагментов и формирование цепи ДНК
Правильная последовательность в соответствии с порядком, в котором они происходят при дублировании:
а) II, I, IV и III
б) I, III, II и IV
в) III, II, IV и I
г) I, II, III и IV
Правильная альтернатива: б) I, III, II и IV.
Я. Создание вилок репликации. Ферменты геликазы запускают процесс с разделения цепей ДНК.
III. Синтез и сочетание праймеры, которые представляют собой части РНК, которые действуют как инициаторы дупликации.
II. Связывание свободных нуклеотидов. Ферменты полимеразы связывают свободные нуклеотиды с праймерами.
IV. Связывание фрагментов и образование цепи ДНК. Связывание осуществляется ферментами лигазы.
вопрос 4
При разделении двойной спирали молекулы ДНК существует следующая последовательность азотистых оснований одной из цепей, которая будет использоваться в качестве матрицы: ATCGGTTA
Последовательность комплементарной цепи, которая будет образована для связывания с исходной цепью, следующая:
а) TGCCAAT
б) CGATTGGC
в) ТАГККААТ
г) GCGTTAAC
Правильная альтернатива: c) TAGCCAAT.
Основания азота всегда образуют одни и те же пары, когда они связываются, то есть тимин связывается с аденином (A-T), а гуанин связывается с цитозином (G-C).
Таким образом, последовательность азотистых оснований ATCGGTTA будет связываться с последовательностью TAGCCAAT, как указано в букве c.
Получите больше знаний с содержанием:
- ДНК и РНК
- Азотные основания
- Упражнения ДНК
