Какво представлява вилицата за репликация?



на вилица за репликация това е точката, в която се случва ДНК репликация, наричана още точка на растеж. Той има Y-форма, и тъй като репликацията продължава, фиба се измества от ДНК молекулата.

Репликацията на ДНК е клетъчен процес, който включва дублиране на генетичен материал в клетката. Структурата на ДНК е двойна спирала и за да възпроизведе съдържанието му, тя трябва да бъде отворена. Всяка от веригите ще бъде част от новата ДНК верига, тъй като репликацията е полуконсервативен процес.

Вилицата за репликация се формира точно между връзката между новоразделения шаблон или веригите от шаблони и дуплексната ДНК, която все още не е дублирана. Когато се инициира репликация на ДНК, една от веригите може лесно да се дублира, докато другата нишка е изправена пред проблем с полярността..

Ензимът, отговорен за полимеризацията на веригата - ДНК-полимеразата - синтезира само веригата на ДНК в посока 5'-3 '. По този начин една верига е непрекъсната, а другата страда от прекъсната репликация, генерирайки фрагменти от Оказаки.

индекс

  • 1 Репликация на ДНК и вилица на репликация
    • 1.1 Еднопосочна и двупосочна репликация
    • 1.2 Включени ензими
    • 1.3 Старт на репликация и формиране на вилицата
    • 1.4 Удължение и движение на вилицата
    • 1.5 Прекратяване
  • 2 Репликацията на ДНК е полуконсервативна
  • 3 Проблемът с полярността
    • 3.1 Как действа полимеразата?
    • 3.2 Производство на фрагменти от Оказаки
  • 4 Препратки

Репликация на ДНК и вилица на репликация

ДНК е молекулата, която притежава необходимата генетична информация за всички живи организми - с изключение на някои вируси.

Този огромен полимер, съставен от четири различни нуклеотида (А, Т, G и С), се намира в ядрото на еукариотите, във всяка от клетките, които съставляват тъканите на тези същества (с изключение на зрели червени кръвни клетки на бозайници, които нямат нужда от тях. от ядрото).

Всеки път, когато една клетка се дели, ДНК трябва да се възпроизведе, за да създаде дъщерна клетка с генетичен материал.

Еднопосочна и двупосочна репликация

Репликацията може да бъде еднопосочна или двупосочна, в зависимост от формирането на вилицата за репликация в точката на произход.

Логично, в случай на репликация в една посока, се образува само една вилка, докато при двупосочна репликация се формират две вилици..

Включени са ензимите

За този процес е необходим сложен ензимен механизъм, който работи бързо и който може да възпроизведе ДНК по точен начин. Най-важните ензими са ДНК полимераза, ДНК примаза, ДНК хеликаза, ДНК лигаза и топоизомераза.

Начало на репликацията и образуване на вилицата

Репликацията на ДНК не започва от произволно място в молекулата. В ДНК има специфични области, които отбелязват началото на репликацията.

В повечето бактерии, бактериалната хромозома има единна АТ-богата начална точка. Този състав е логичен, тъй като улеснява отварянето на района (АТ двойките се присъединяват от два водородни моста, докато GC двойката с три).

Тъй като ДНК започва да се отваря, образува Y-образна структура: вилицата за репликация.

Удължение и движение на вилицата

ДНК полимеразата не може да започне синтеза на дъщерни вериги от нулата. Необходима е молекула, която има 3'-край, така че полимеразата да има къде да започне да се полимеризира.

Този свободен 3 'край се предлага от малка молекула нуклеотиди, наречена грунд или грунд. Първият действа като един вид кука за полимеразата.

С хода на репликацията вилицата за репликация има способността да се движи по ДНК. Стъпката на вилката за репликация оставя две еднолентови ДНК молекули, които насочват образуването на двойно-банкови дъщерни молекули.

Вилицата може да напредне благодарение на действието на хелизазните ензими, които разкопчават ДНК молекулата. Този ензим разрушава водородните връзки между базовите двойки и позволява изместването на вилицата.

завършване

Репликацията се прекратява, когато двете вилици са на 180 ° С от произхода.

В този случай ние говорим за това как протича процесът на репликация в бактериите и е необходимо да се подчертае целия торсионен процес на кръговата молекула, която включва репликация. Топоизомеразите играят важна роля в размотаването на молекулата.

Репликацията на ДНК е полуконсервативна

Чудили ли сте се как се случва репликация в ДНК? Това означава, че друга двойна спирала трябва да възникне от двойната спирала, но как се случва това? От няколко години това беше открит въпрос сред биолозите. Може да има няколко пермутации: две стари нишки заедно и две нови заедно, или нова нишка и стара, за да образуват двойната спирала.

През 1957 г. на този въпрос отговориха изследователи Матю Меселсън и Франклин Стал. Предложеният от авторите модел на репликация е полуконсервативният.

Meselson и Stahl заявяват, че резултатът от репликацията са две двойноверижни ДНК молекули. Всяка от получените молекули се състои от стара верига (от майката или първоначалната молекула) и ново синтезирана нова верига..

Проблемът с полярността

Как действа полимеразата?

ДНК спиралата се формира от две вериги, които протичат по антипаралелен начин: единият върви в посока 5'-3 'и друг 3'-5'.

Най-важният ензим в процеса на репликация е ДНК полимераза, която е отговорна за катализирането на свързването на новите нуклеотиди, които ще бъдат добавени към веригата. ДНК полимеразата може да разшири веригата само в посока 5'-3 '. Този факт пречи на едновременното дублиране на веригите във вилицата за репликация.

Защо? Добавянето на нуклеотиди се осъществява на свободния край 3 ', където е намерена хидроксилна група (-ОН). По този начин, само една от веригите може лесно да бъде амплифицирана чрез крайното добавяне на нуклеотида до 3 'края. Това се нарича проводима или непрекъсната нишка.

Производство на фрагменти от Оказаки

Другата верига не може да се удължи, тъй като свободният край е 5 'и не 3' и никаква полимераза не катализира добавянето на нуклеотиди до 5 'края. Проблемът е решен чрез синтеза на множество къси фрагменти (130 до 200 нуклеотида), всяка в нормалната посока на репликация от 5 'до 3'..

Този прекъснат синтез на фрагменти завършва със свързването на всяка от частите, реакция, катализирана от ДНК лигаза. В чест на откривателя на този механизъм, Reiji Okazaki, малките сегменти, синтезирани, се наричат ​​фрагменти от Okazaki.

препратки

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2015). Съществена клетъчна биология. Garland Science.
  2. Cann, I. K., & Ishino, Y. (1999). Археална ДНК репликация: идентифициране на парчетата за решаване на пъзел. генетика, 152(4), 1249-67.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2004). Клетката: Молекулен подход. Medicinska naklada.
  4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). Множествени функции на ДНК полимерази. Критични прегледи в растителните науки, 26(2), 105-122.
  5. Левин, Б. (2008). гени IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K., & Kunkel, T. A. (2003). Функции на еукариотни ДНК полимерази. Науката SAGE KE, 2003(8), 3.
  7. Steitz, Т. A. (1999). ДНК полимерази: структурно разнообразие и общи механизми. Вестник по биологична химия, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J. D. (2006). Молекулярна биология на гена. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Beard, W.A., Pedersen, L.G. & Wilson, S.H. (2013). Структурното сравнение на ДНК-полимеразната архитектура предполага нуклеотиден портал към полимеразната активна зона. Химически прегледи, 114(5), 2759-74.