การจำลองดีเอ็นเอ: มันคืออะไร กระบวนการและการออกกำลังกาย

การจำลองแบบดีเอ็นเอสอดคล้องกับการทำซ้ำของสารพันธุกรรม เนื่องจากดีเอ็นเอสร้างสำเนาของตัวมันเอง สายสองเส้นที่ประกอบกันเป็นโมเลกุลจะแยกจากกันและเป็นแนวทางในการก่อตัวของเส้นใยประกอบที่จะมาต่อกัน

วัฏจักรของเซลล์สามารถแบ่งออกเป็นสองช่วงเวลา: ระหว่างเฟสและการแบ่งเซลล์ ตัวอย่างเช่น ไมโทซิส ในทางกลับกัน เฟสอินเทอร์เฟสเป็นเฟสที่ยาวที่สุดเนื่องจากมีการจำลองดีเอ็นเอและช่วงเวลาก่อนและหลังการทำซ้ำของสารพันธุกรรม

การจำลองแบบ DNA คืออะไร?

DNA ซึ่งในเซลล์ยูคาริโอตตั้งอยู่ในนิวเคลียส มีข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต และกระบวนการทำซ้ำนั้นมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ และการซ่อมแซมของเซลล์

โมเลกุล DNA ถูกสร้างขึ้นโดยสายสองเส้นที่เสริมกัน ตัวอย่างเช่น หากเรามีเทป F และส่วนอื่นของ F ในกระบวนการจำลองแบบ เทปจะแยกออกจากกันและใช้เป็นแม่พิมพ์สำหรับสร้างเทปเสริม ดังนั้น ลำดับนิวคลีโอไทด์ของ F จะกำหนดลำดับของสาย F' ใหม่และ F' ระบุถึงองค์ประกอบของสาย F ใหม่

ก่อนที่เซลล์จะก่อตัวขึ้นในการแบ่งเซลล์ เนื้อหาของเซลล์แม่จะต้องผ่านการทำซ้ำจึงจะกระจายได้ ดังนั้นด้วยการจำลองดีเอ็นเอจึงรับประกันได้ว่าเซลล์ลูกสาวจะได้รับข้อมูลทางพันธุกรรมเดียวกัน

instagram story viewer

โครงสร้างดีเอ็นเอ

อู๋ ดีเอ็นเอเกลียวคู่เป็นเกลียวคู่ (เกลียวคู่) เป็นกรดนิวคลีอิกที่เกิดจากเบสไนโตรเจน เพนโทส ดีออกซีไรโบส และหมู่ฟอสเฟต โครงสร้างนี้เชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนระหว่างเบสไนโตรเจน Adenine (A), Thymine (T), Cytosine (C) และ Guanine (G) ซึ่งเป็นคู่ A-T และ C-G

พันธะฟอสโฟไดเอสเทอร์จับนิวคลีโอไทด์ไว้ด้วยกันในโมเลกุลดีเอ็นเอ ปลายสาย DNA ถูกจำแนกเป็น 5' และ 3' เนื่องจากสอดคล้องกับจำนวนคาร์บอน ของเพนโทสที่มีหมู่ฟอสเฟตและหมู่ไฮดรอกซิล (OH) ที่เชื่อมกันเป็นพันธะ ฟอสโฟไดสเตอร์ ที่ปลาย 5' คือหมู่ฟอสเฟตอิสระ และส่วนปลายที่ 3' คือไฮดรอกซิลอิสระ

การนำเสนอโครงสร้างดีเอ็นเอเพื่อวัตถุประสงค์ในการสอน

เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ นิวคลีโอไทด์ และ กรดนิวคลีอิก.

ขั้นตอนการจำลองดีเอ็นเอ

กล่าวโดยย่อ การจำลองดีเอ็นเอเกิดขึ้นในทิศทาง 5’ → 3’ และเส้นใยจะถูกแยกจากกันโดยการกระทำของ เอ็นไซม์ซึ่งทำลายพันธะระหว่างฐานไนโตรเจนและคลายโซ่ออกโดยเปิด double ใบพัด.

ในขณะที่การคลายตัวของ DNA เกิดขึ้น เอ็นไซม์อื่นๆ จะทำปฏิกิริยาโดยเร่งการสังเคราะห์ลำดับใหม่สองลำดับโดยใช้สายหลักเป็นแม่แบบ แต่ละเส้นที่ถูกสร้างจะเชื่อมกับสาย DNA ดั้งเดิม ดังนั้นกระบวนการนี้จึงจัดเป็นกึ่งอนุรักษ์นิยม

ดีเอ็นเอเป็นโมเลกุลเกลียวคู่และเพื่อทำซ้ำ ขั้นตอนแรกคือการแกะโครงสร้างนี้โดยการกระทำของเอนไซม์ดีเอ็นเอเฮลิเคส เกลียวจะรับรู้ถึงที่มาของการจำลองแบบและทำหน้าที่โดยการทำลายพันธะไฮโดรเจนในเบสไนโตรเจน A-T และ C-G กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่จุดต่างๆ และเกิดเป็น "ฟองอากาศจำลอง"

เมื่อพันธะคลี่คลาย มันเหมือนกับการเปิดซิป ดังนั้นขั้นตอนนี้จะแสดงโครงสร้างรูปตัว Y ที่เรียกว่าส้อมจำลอง ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของการทำสำเนา

เอนไซม์ไพรเมสมีหน้าที่สังเคราะห์ส่วนหนึ่งของอาร์เอ็นเอที่เรียกว่า called ไพรเมอร์. ในขั้นตอนนี้หลายครั้ง ไพรเมอร์ ถูกสร้างขึ้นและเข้าร่วมห่วงโซ่เพื่อเริ่มต้นการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ

เอ็นไซม์ DNA polymerase เป็นเอ็นไซม์การจำลองแบบที่ทำหน้าที่ขยายสายโซ่ใหม่โดยการเพิ่มเบส (A, C, G และ T) ขั้นตอนนี้มุ่งตรงจากปลาย 5' โดยมีหมู่ฟอสเฟต ไปยังปลาย 3' ด้วยหมู่ไฮดรอกซิล ระยะนี้เรียกว่าการจำลองแบบต่อเนื่อง

ระหว่าง ไพรเมอร์ ติดอยู่กับสายเดิม ดีเอ็นเอหลายชิ้นถูกยึดติดและเรียกว่าชิ้นส่วนของโอกาซากิ เนื่องจากจะต้องเข้าร่วมส่วนต่างๆ ในภายหลัง ระยะนี้จึงเรียกว่าล่าช้า

เอนไซม์ exonuclease มีหน้าที่ในการขจัด ไพรเมอร์ ของเทปเดิมหลังจากสร้างเทปต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการจัดลำดับ การตรวจทาน และหากจำเป็น การแก้ไขจะดำเนินการโดย exonuclease อื่น

เอ็นไซม์ DNA ligase ทำให้ชิ้นส่วน DNA เชื่อมต่อกัน และ DNA ถูกจัดลำดับเป็นสองสายที่ต่อเนื่องกัน

แบบฝึกหัดการจำลองดีเอ็นเอ DNA

ใช้คำถามต่อไปนี้เพื่อทดสอบความรู้ของคุณเกี่ยวกับสิ่งที่คุณเพิ่งเรียนรู้เกี่ยวกับการจำลองดีเอ็นเอ

คำถามที่ 1

เหตุใดการจำลองดีเอ็นเอจึงถือเป็นกระบวนการกึ่งอนุรักษ์นิยม?

ดูคำตอบ

ตอบ:

การจำลองแบบถือเป็นกระบวนการกึ่งอนุรักษ์ เนื่องจากโมเลกุลของ DNA หลังจากการทำซ้ำนั้น ประกอบด้วยเทปต้นฉบับและเทปเสริมอีกอันที่สร้างขึ้นโดยใช้เทปต้นฉบับ as เชื้อรา.

คำถาม2

บอกชื่อเอนไซม์อย่างน้อย 3 ชนิดที่มีบทบาทในการจำลองดีเอ็นเอและหน้าที่ของเอนไซม์เหล่านี้

ดูคำตอบ

ตอบ:

DNA helicase: แยกโครงสร้าง DNA โดยการทำลายพันธะไฮโดรเจนระหว่างฐานไนโตรเจนของโมเลกุลเพื่อเริ่มการจำลองแบบ

DNA primase: ทำหน้าที่สังเคราะห์ส่วนต่างๆ ของ DNA ที่เรียกว่าไพรเมอร์ ซึ่งจะไปจับกับสาย DNA เดิม

DNA polymerase: เอ็นไซม์การจำลองแบบที่ทำหน้าที่ขยายเกลียวใหม่ที่เกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบ

คำถาม 3

สังเกตขั้นตอนในกระบวนการจำลองดีเอ็นเอ

ผม. การสร้างส้อมจำลอง
ครั้งที่สอง การจับนิวคลีโอไทด์อิสระ
สาม. การสังเคราะห์และการมีเพศสัมพันธ์ของ ไพรเมอร์
IV. เชื่อมชิ้นส่วนและสร้างสายดีเอ็นเอ

ลำดับที่ถูกต้องตามลำดับที่เกิดขึ้นในการทำซ้ำคือ:

ก) II, I, IV และ III
b) I, III, II และ IV
ค) III, II, IV และ I
ง) I, II, III และ IV

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: b) I, III, II และ IV

ผม. การสร้างส้อมจำลอง เอนไซม์เฮลิเคสเริ่มกระบวนการโดยแยกสายดีเอ็นเอ
สาม. การสังเคราะห์และการมีเพศสัมพันธ์ของ ไพรเมอร์ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของ RNA ที่ทำหน้าที่เป็นตัวเริ่มต้นการทำซ้ำ
ครั้งที่สอง การจับนิวคลีโอไทด์อิสระ เอนไซม์โพลีเมอเรสจับนิวคลีโอไทด์อิสระกับไพรเมอร์
IV. การผูกมัดของชิ้นส่วนและการก่อตัวของสายดีเอ็นเอ การผูกมัดทำได้โดยเอนไซม์ลิเกส