Kas yra replika?



The replikacijos šakutė tai yra ta vieta, kurioje vyksta DNR replikacija, taip pat vadinamas augimo tašku. Ji turi Y formą ir, kaip replikacija vyksta, kniedę perkelia DNR molekulė.

DNR replikacija yra ląstelinis procesas, kuris apima genetinės medžiagos dubliavimą ląstelėje. DNR struktūra yra dvigubas spiralė, ir norint pakartoti jo turinį, jis turi būti atidarytas. Kiekviena kryptis bus naujos DNR grandinės dalis, nes replikacija yra pusiau konservatyvus procesas.

Replikacijos šakutė yra suformuota tik tarp sankryžos tarp naujai atskirtų šablonų ar šablonų grandinių ir dvipusės DNR, kuri dar nebuvo dubliuota. Pradedant DNR replikaciją, viena iš sričių gali būti lengvai dubliuojama, o kita kryptis - poliškumo problema.

Fermentas, atsakingas už grandinės polimerizaciją - DNR polimerazė - tik sintezuoja DNR grandinę 5'-3 'kryptimi. Taigi viena kryptis yra tęstinė, o kita patiria nepertraukiamą replikaciją, generuodama Okazaki fragmentus.

Indeksas

  • 1 DNR ir replikacijos šakės replikacija
    • 1.1 Vienpusis ir dvikryptis replikavimas
    • 1.2. Susiję fermentai
    • 1.3 Replikacijos pradžia ir šakutės formavimas
    • 1.4 Šakės pailgėjimas ir judėjimas
    • 1.5 Nutraukimas
  • 2 DNR replikacija yra pusiau konservatyvi
  • 3 Poliškumo problema
    • 3.1 Kaip veikia polimerazė?
    • 3.2 Okazaki fragmentų gamyba
  • 4 Nuorodos

DNR ir replikacijos šakės replikacija

DNR yra molekulė, turinti būtiną visų gyvų organizmų genetinę informaciją, išskyrus kai kuriuos virusus.

Šis milžiniškas polimeras, sudarytas iš keturių skirtingų nukleotidų (A, T, G ir C), yra eukariotų branduolyje, kiekvienoje iš šių ląstelių, sudarančių šių ląstelių audinius (išskyrus subrendusius žinduolių raudonųjų kraujo kūnelių, kurių trūksta branduolys).

Kiekvieną kartą, kai ląstelės dalijasi, DNR turi būti pakartota, kad būtų sukurta dukra ląstelė su genetine medžiaga.

Vienpusis ir dvikryptis replikavimas

Replikacija gali būti vienakryptis arba dvikryptis, priklausomai nuo replikacijos šakės susidarymo kilmės vietoje.

Logiškai, jei replikacija vyksta viena kryptimi, susidaro tik viena šakutė, o dvipusio atkūrimo metu susidaro dvi šakės..

Susiję fermentai

Šiam procesui reikalinga sudėtinga fermentinė mašina, kuri veikia greitai ir gali tiksliai replikuoti DNR. Svarbiausi fermentai yra DNR polimerazė, DNR primasė, DNR helikazė, DNR ligazė ir topoizomerazė.

Replikacijos pradžia ir šakutės formavimas

DNR replikacija nepradeda atsitiktine vieta molekulėje. DNR yra specifinių regionų, žyminčių replikacijos pradžią.

Daugelyje bakterijų bakterinė chromosoma turi vieną AT turtingą pradžios tašką. Ši sudėtis yra logiška, nes ji palengvina regiono atvėrimą (AT poros sujungtos dviem vandenilio tiltais, o GC pora - trys)..

Kai DNR pradeda atsidaryti, Y formos struktūra: replikacijos šakutė.

Šakės pailgėjimas ir judėjimas

DNR polimerazė negali pradėti dukterinių grandinių sintezės nuo nulio. Jums reikia molekulės, turinčios 3'-galą, kad polimerazė turėtų kur pradėti polimerizuotis.

Šį nemokamą 3 'galą siūlo maža nukleotidų molekulė, vadinama gruntu arba gruntu. Pirmasis veikia kaip kablys polimerazei.

Replikacijos eigoje replikacijos šakutė turi galimybę judėti išilgai DNR. Replikacijos šakės pėdsakai palieka dvi vienos juostos DNR molekules, kurios nukreipia dvigubos juostos dukterinių molekulių formavimąsi.

Šakės gali judėti dėl helikazės fermentų, kurie išskleidžia DNR molekulę. Šis fermentas nutraukia vandenilio jungtis tarp bazinių porų ir leidžia šakės poslinkį.

Nutraukimas

Replikacija nutraukiama, kai dvi šakės yra nuo 180 ° C.

Šiuo atveju mes kalbame apie tai, kaip vyksta replikacijos procesas bakterijose, ir būtina pabrėžti visą apvaliosios molekulės, kuri apima replikaciją, sukimo procesą. Topoizomerazės vaidina svarbų vaidmenį atpalaiduojant molekulę.

DNR replikacija yra pusiau konservatyvi

Ar kada nors susimąstėte, kaip vyksta DNR replikacija? Tai reiškia, kad iš dvigubo spiralės turi kilti dar vienas dvigubas spiralė, bet kaip tai atsitinka? Jau keletą metų tai buvo atviras biologų klausimas. Gali būti keletas permutacijų: dvi senos krypties kartu ir dvi naujos, arba nauja gija ir senas dvigubo spiralės formos..

1957 m. Šį klausimą atsakė mokslininkai Matthew Meselson ir Franklin Stahl. Autorių pasiūlytas replikacijos modelis buvo pusiau konservatyvus.

Meselsonas ir Stahlis teigė, kad replikacijos rezultatas yra dvi dvigubos DNR molekulės. Kiekviena iš gautų molekulių susideda iš senosios grandinės (iš motinos arba pradinės molekulės) ir naujai susintetintos naujos grandinės..

Poliškumo problema

Kaip veikia polimerazė?

DNR spiralę sudaro dvi grandinės, kurios veikia lygiagrečiai: viena eina 5'-3 'kryptimi ir kita 3'-5'.

Svarbiausias replikacijos proceso fermentas yra DNR polimerazė, kuri yra atsakinga už naujų nukleotidų, kurie bus pridedami prie grandinės, katalizavimą. DNR polimerazė gali išplėsti grandinę tik 5'-3 'kryptimi. Šis faktas trukdo tuo pačiu metu kopijuoti šakės grandines.

Kodėl? Nukleotidų pridėjimas vyksta laisvame gale 3 ', kur randama hidroksilo grupė (-OH). Taigi, tik viena iš grandinių gali būti lengvai amplifikuojama nukreipiant nukleotidą į 3 'galą. Tai vadinama laidžiąja arba nuolatine grandine.

Okazaki fragmentų gamyba

Kita kryptis negali pailgėti, nes laisvas galas yra 5 ', o ne 3', o polimerazė katalizuoja nukleotidų pridėjimą prie 5 'galo. Problema išspręsta daugybinių trumpų fragmentų (130-200 nukleotidų) sintezės, kurių kiekviena yra normalioje replikacijos kryptyje nuo 5 'iki 3'.

Ši nepertraukiama fragmentų sintezė baigiasi kiekvienos dalies jungimu, reakcija, kurią katalizuoja DNR ligazė. Gerbiant šio mechanizmo atradėją, Reiji Okazaki, sintetinti maži segmentai vadinami Okazaki fragmentais..

Nuorodos

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2015). Esminė ląstelių biologija. Garland Science.
  2. Cann, I. K., ir Ishino, Y. (1999). Archaealinis DNR replikavimas: detalių nustatymas, siekiant išspręsti galvosūkį. Genetika, 152(4), 1249-67.
  3. Cooperis, G. M., ir Hausmanas, R. E. (2004). Ląstelė: molekulinis metodas. Medicinska naklada.
  4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). Keletas DNR polimerazių funkcijų. Kritinės apžvalgos augalų moksluose, 26(2), 105-122.
  5. Lewin, B. (2008). genai IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K. ir Kunkel, T. A. (2003). Eukariotinių DNR polimerazių funkcijos. Mokslo SAGE KE, 2003 m(8), 3.
  7. Steitz, T. A. (1999). DNR polimerazės: struktūrinė įvairovė ir bendri mechanizmai. Biologinės chemijos leidinys, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J. D. (2006). Geno molekulinė biologija. Red. Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Beard, W. A., Pedersen, L. G., ir Wilson, S. H. (2013). Struktūrinis DNR polimerazės architektūros palyginimas rodo nukleotidų vartai į polimerazės aktyviąją vietą. Cheminės apžvalgos, 114(5), 2759-74.