Apakah garisan replikasi?



The garpu replikasi ia adalah titik di mana replikasi DNA berlaku, ia juga dipanggil titik pertumbuhan. Ia mempunyai bentuk Y, dan sebagai hasil replikasi, gelang rambut dipindahkan oleh molekul DNA.

Replikasi DNA adalah proses selular yang melibatkan duplikasi bahan genetik dalam sel. Struktur DNA adalah heliks ganda, dan untuk meniru kandungannya, ia mesti dibuka. Setiap helai akan menjadi sebahagian daripada rangkaian DNA yang baru, kerana replikasi adalah proses semikonservatif.

Garpu replikasi dibentuk hanya di antara persimpangan antara template atau rantai templat yang baru dipisahkan dan DNA dupleks yang belum ditiru. Apabila memulakan replikasi DNA, salah satu helai boleh dengan mudah diduplikasi, manakala helai lain menghadapi masalah polariti.

Enzim yang bertanggungjawab untuk pempolimeran rantai - polimerase DNA - hanya mensintesis strand DNA dalam arah 5'-3 '. Oleh itu, satu helai berterusan dan yang lain mengalami replikasi yang tidak berterusan, menghasilkan serpihan Okazaki.

Indeks

  • 1 Replikasi DNA dan garpu replikasi
    • 1.1 Replikasi penyelarasan dan dwiarah
    • 1.2 Enzim yang terlibat
    • 1.3 Mula pembentukan dan pembentukan garpu
    • 1.4 Pemanjangan dan pergerakan garpu
    • 1.5 Penamatan
  • 2 Replikasi DNA adalah semikonservatif
  • Masalah polariti
    • 3.1 Bagaimana polimerase berfungsi?
    • 3.2 Pengeluaran serpihan Okazaki
  • 4 Rujukan

Replikasi DNA dan garpu replikasi

DNA adalah molekul yang memegang maklumat genetik yang diperlukan untuk semua organisma hidup - dengan pengecualian beberapa virus.

Ini polimer besar terdiri daripada empat nukleotida yang berbeza (A, T, G dan C) tetap berada di dalam nukleus eukariot, dalam setiap sel-sel yang membentuk tisu makhluk-makhluk ini (kecuali sel darah merah matang mamalia, kekurangan teras).

Setiap kali sel membahagi, DNA mesti direplikasi untuk memulakan sel anak perempuan dengan bahan genetik.

Replikasi penyelarasan dan dwiarah

Replikasi boleh menjadi satu arah atau dwiarah, bergantung kepada pembentukan garpu replikasi di titik asal.

Secara logiknya, dalam hal replikasi dalam satu arah, hanya satu garpu terbentuk, sedangkan dalam dua arah replikasi dua garpu terbentuk.

Enzim yang terlibat

Untuk proses ini, jentera enzimatik kompleks diperlukan, yang berfungsi dengan cepat dan dapat meniru DNA dengan cara yang tepat. Enzim yang paling penting ialah polimerase DNA, primata DNA, helicase DNA, ligase DNA dan topoisomerase.

Mula replikasi dan pembentukan garpu

Replikasi DNA tidak bermula di mana-mana tempat rawak dalam molekul. Terdapat kawasan tertentu dalam DNA yang menandakan permulaan replikasi.

Dalam kebanyakan bakteria, kromosom bakteria mempunyai titik permulaan yang kaya AT. Komposisi ini adalah logik, memandangkan ia memudahkan pembukaan rantau ini (pasangan AT disertai oleh dua jambatan hidrogen, manakala pasangan GC dengan tiga).

Apabila DNA mula dibuka, bentuk struktur berbentuk Y: garpu replikasi.

Pemanjangan dan pergerakan garpu

Polimerase DNA tidak dapat memulakan sintesis rantai anak perempuan dari awal. Anda memerlukan molekul yang mempunyai 3'-akhir supaya polimerase mempunyai tempat untuk memulakan polimerisasi.

Akhir 3 'percuma ini ditawarkan oleh molekul kecil nukleotida yang dipanggil primer atau primer. Tindakan pertama sebagai sejenis cangkuk untuk polimerase.

Dengan cara replikasi, garpu replikasi mempunyai keupayaan untuk bergerak sepanjang DNA. Padang garpu replikasi meninggalkan dua molekul DNA tunggal yang mengarahkan pembentukan molekul anak perempuan dua jalur.

Garpu boleh maju berkat tindakan enzim helicase yang tidak mengikat molekul DNA. Enzim ini memecahkan ikatan hidrogen antara pasangan asas dan membolehkan anjakan garpu.

Penamatan

Replikasi ditamatkan apabila kedua-dua garpu berada pada 180 ° C dari asal.

Dalam kes ini, kita bercakap tentang bagaimana proses replikasi dalam bakteria mengalir dan perlu untuk menyerlahkan keseluruhan proses kilasan molekul pekeliling yang melibatkan replikasi. Topoisomerases memainkan peranan penting dalam melepaskan molekul.

Replikasi DNA adalah semikonservatif

Pernahkah anda tertanya-tanya bagaimana replikasi berlaku dalam DNA? Maksudnya, satu lagi heliks ganda mesti timbul dari heliks ganda, tetapi bagaimana ia berlaku? Selama beberapa tahun, ini merupakan persoalan terbuka di kalangan ahli biologi. Terdapat beberapa permutations: dua helai lama bersama-sama dan dua yang baru bersama-sama, atau benang baru dan yang lama membentuk helix dua kali ganda.

Pada tahun 1957, soalan ini telah dijawab oleh penyelidik Matthew Meselson dan Franklin Stahl. Model replikasi yang dicadangkan oleh penulis adalah semikonservatif.

Meselson dan Stahl menyatakan bahawa hasil replikasi adalah dua molekul DNA double-stranded. Setiap molekul yang terhasil terdiri daripada helai lama (dari ibu atau molekul awal) dan helai baru yang disintesis..

Masalah kutub

Bagaimana polimerase berfungsi?

Helix DNA dibentuk oleh dua rantai yang berjalan dengan cara antiparallel: satu masuk dalam arah 5'-3 dan satu lagi 3'-5 '.

Enzim yang paling penting dalam proses replikasi adalah polimerase DNA, yang bertanggungjawab untuk memangkinkan pengikatan nukleotida baru yang akan ditambah kepada rantai. Polimerase DNA hanya boleh memanjangkan rantai dalam arah 5'-3 '. Fakta ini menghalang duplikasi serentak rantai dalam garpu replikasi.

Mengapa? Penambahan nukleotida berlaku pada akhir percuma 3 di mana terdapat kumpulan hidroksil (-OH). Oleh itu, hanya satu rantai yang boleh dengan mudah diperkuat dengan penambahan terminal nukleotida ke hujung 3 '. Ini dipanggil tali selang konduktif atau berterusan.

Pengeluaran serpihan Okazaki

Tali yang lain tidak boleh memanjat, kerana end free ialah 5 'dan bukan 3' dan tidak ada polimerase yang mempatalikan penambahan nukleotida pada akhir 5 '. Masalahnya diselesaikan oleh sintesis pelbagai pecahan pendek (130 hingga 200 nukleotida), masing-masing dalam arah normal replikasi dari 5 'hingga 3'.

Sintesis terputus serpihan ini berakhir dengan kesatuan setiap bahagian, suatu tindak balas yang dipangkin oleh ligase DNA. Untuk menghormati penemuan mekanisme ini, Reiji Okazaki, segmen kecil yang disintesis dipanggil serpihan Okazaki.

Rujukan

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2015). Biologi sel penting. Sains Garland.
  2. Cann, I. K., & Ishino, Y. (1999). Replikasi DNA Archaeal: mengenal pasti kepingan untuk menyelesaikan teka-teki. Genetik, 152(4), 1249-67.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2004). Sel: pendekatan molekul. Medicinska naklada.
  4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). Fungsi pelbagai polimerase DNA. Ulasan kritikal dalam sains tumbuhan, 26(2), 105-122.
  5. Lewin, B. (2008). gen IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K., & Kunkel, T. A. (2003). Fungsi polimerase DNA eukariotik. Sains SAGE KE, 2003(8), 3.
  7. Steitz, T. A. (1999). Polimerase DNA: kepelbagaian struktur dan mekanisme yang sama. Jurnal Kimia Biologi, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J. D. (2006). Biologi molekul gen. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Janggut, W. A., Pedersen, L. G., & Wilson, S. H. (2013). Perbandingan struktur DNA polimerase DNA menunjukkan gerbang nukleotida ke tapak aktif polimerase. Ulasan kimia, 114(5), 2759-74.