Kas ir replikācijas dakša?



The replikācijas dakša tas ir punkts, kurā notiek DNS replikācija, to sauc arī par augšanas punktu. Tam ir Y forma, un, turpinoties replikācijai, DNS molekula pārvieto matadatu.

DNS replikācija ir šūnu process, kas ietver ģenētiskā materiāla dublēšanos šūnā. DNS struktūra ir dubultā spirāle, un, lai atkārtotu tās saturu, tā ir jāatver. Katra daļa būs daļa no jaunās DNS ķēdes, jo replikācija ir puskonservatīvs process.

Replikācijas dakša veidojas tieši starp krustojumu starp nesen atdalītajām veidnēm vai veidņu ķēdēm un duplex DNS, kas vēl nav dublēta. Uzsākot DNS replikāciju, vienu no virzieniem var viegli dublēt, bet otra daļa ir polaritātes problēma.

Enzīms, kas atbild par ķēdes polimerizāciju - DNS polimerāzi - tikai sintezē DNS virkni 5'-3 'virzienā. Tādējādi viena daļa ir nepārtraukta un otra cieš no nepārtrauktas replikācijas, radot Okazaki fragmentus.

Indekss

  • 1 DNS un replikācijas dakšas replikācija
    • 1.1. Vienvirziena un divvirzienu replikācija
    • 1.2 Iesaistītie fermenti
    • 1.3. Replikācijas sākums un dakšu veidošanās
    • 1.4 Dakšas pagarināšana un kustība
    • 1.5. Izbeigšana
  • 2 DNS replikācija ir semikonservatīva
  • 3 Polaritātes problēma
    • 3.1. Kā darbojas polimerāze?
    • 3.2 Okazaki fragmentu ražošana
  • 4 Atsauces

DNS un replikācijas dakšas replikācija

DNS ir molekula, kas satur visu dzīvo organismu nepieciešamo ģenētisko informāciju, izņemot dažus vīrusus.

Šis milzīgais polimērs, kas sastāv no četriem dažādiem nukleotīdiem (A, T, G un C), atrodas eukariotu kodolā, katrā šūnā, kas veido šo būtņu audus (izņemot zīdītāju nobriedušos sarkano asins šūnu, kam trūkst \ t kodols).

Katru reizi, kad šūnas sadala, DNS jāatkārto, lai radītu meitas šūnu ar ģenētisko materiālu.

Vienvirziena un divvirzienu replikācija

Replikācija var būt vienvirziena vai divvirziena, atkarībā no replikācijas dakšas veidošanās izcelsmes vietā.

Loģiski, ja replikācija notiek vienā virzienā, tiek veidots tikai viens dakša, bet divvirzienu replikācijā tiek veidoti divi dakšiņas..

Iesaistītie fermenti

Šim procesam ir nepieciešama kompleksa fermentatīva mašīna, kas darbojas ātri un var precīzi replikēt DNS. Svarīgākie fermenti ir DNS polimerāze, DNS primase, DNS helikāze, DNS ligāze un topoizomerāze.

Replikācijas sākums un dakšas veidošanās

DNS replikācija nesākas nejaušā vietā molekulā. DNS ir specifiski reģioni, kas iezīmē replikācijas sākumu.

Vairumā baktēriju baktēriju hromosomai ir viens AT bagāts sākumpunkts. Šis sastāvs ir loģisks, jo tas atvieglo reģiona atvēršanu (AT pārus savieno divi ūdeņraža tilti, bet GC pāris - trīs)..

Kad DNS sāk atvērties, Y-veida struktūras formas: replikācijas dakša.

Dakšas pagarināšana un kustība

DNS polimerāze nevar uzsākt meitu ķēžu sintēzi no nulles. Jums ir nepieciešama molekula, kurai ir 3'-gals, lai polimerāze sāktu polimerizēties.

Šo brīvo 3'-galu piedāvā neliela nukleotīdu molekula, ko sauc par primer vai primer. Pirmais darbojas kā sava veida āķis polimerāzei.

Replikācijas gaitā replikācijas dakšu spēja pārvietoties pa DNS. Replikācijas dakšas laukums atstāj divas vienas joslas DNS molekulas, kas novirza dubultjoslas meitas molekulu veidošanos.

Dakša var virzīties uz priekšu, pateicoties helikāzes enzīmu darbībai, kas atdala DNS molekulu. Šis enzīms sašķeļ ūdeņraža saites starp bāzes pāriem un ļauj dakšas pārvietošanu.

Izbeigšana

Replikācija tiek pārtraukta, kad abas dakšas ir no 180 ° C.

Šajā gadījumā mēs runājam par to, kā notiek replikācijas process baktērijās, un ir nepieciešams uzsvērt visu cirkulārās molekulas, kas saistīta ar replikāciju, vērpes procesu. Topoizomerāzēm ir svarīga loma molekulas atdalīšanā.

DNS replikācija ir semikonservatīva

Vai esat kādreiz domājuši, kā notiek DNS replikācija? Tas nozīmē, ka no dubultā spirāles nākas cits dubultā spirāle, bet kā tas notiek? Jau vairākus gadus tas bija atklāts jautājums biologu vidū. Var būt vairākas permutācijas: divas vecās dzīslas kopā un divas jaunas kopā, vai jauna pavediens un vecs, lai izveidotu dubultā spirāle.

1957. gadā šo jautājumu atbildēja pētnieki Matthew Meselson un Franklin Stahl. Autori piedāvātais replikācijas modelis bija semikonservatīvs.

Meselsons un Stahls paziņoja, ka replikācijas rezultāts ir divas divšķiedras DNS molekulas. Katra no iegūtajām molekulām sastāv no vecās līnijas (no mātes vai sākotnējās molekulas) un jaunās sintēzes..

Polaritātes problēma

Kā darbojas polimerāze?

DNS spirāles veido divas ķēdes, kas darbojas pretparalēli: viena iet 5'-3 'virzienā un vēl 3'-5'.

Replikācijas procesa svarīgākais enzīms ir DNS polimerāze, kas ir atbildīga par to jauno nukleotīdu saistīšanās katalizēšanu, kuri tiks pievienoti ķēdei. DNS polimerāze var paplašināt ķēdi tikai 5'-3 'virzienā. Šis fakts kavē vienlaicīgu ķēdes dublēšanos replikācijas dakšā.

Kāpēc? Nukleotīdu pievienošana notiek brīvajā galā 3 ', kur ir atrodama hidroksilgrupa (-OH). Tādējādi tikai vienu no ķēdēm var viegli pastiprināt, pievienojot nukleotīda galu 3'-galam. To sauc par vadošu vai nepārtrauktu virkni.

Okazaki fragmentu ražošana

Otrā daļa nevar izstiept, jo brīvais gals ir 5 'un ne 3', un neviens polimerāze katalizē nukleotīdu pievienošanu 5'-galam. Problēma tiek atrisināta, sintezējot vairākus īsus fragmentus (130 līdz 200 nukleotīdus), katrs no tiem normālā replikācijas virzienā no 5 'līdz 3'.

Šī fragmentu nepārtrauktā sintēze beidzas ar katras daļas savienojumu - reakciju, ko katalizē DNS ligāze. Par šī mehānisma atklājēju Reiji Okazaki, sintēzes mazie segmenti tiek saukti par Okazaki fragmentiem..

Atsauces

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2015). Essential šūnu bioloģija. Garland Zinātne.
  2. Cann, I. K., un Ishino, Y. (1999). Arheāla DNS replikācija: gabalu identificēšana, lai atrisinātu mīklu. Ģenētika, 152(4), 1249-67.
  3. Coopers, G. M., un Hausmans, R.E. (2004). Šūna: molekulārā pieeja. Medicinska naklada.
  4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). DNS polimerāžu vairākas funkcijas. Kritiskie pārskati augu zinātnēs, 26(2), 105-122.
  5. Lewin, B. (2008). gēni IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K., un Kunkel, T. A. (2003). Eukariotu DNS polimerāžu funkcijas. Zinātnes SAGE KE, 2003(8), 3.
  7. Steitz, T. A. (1999). DNS polimerāzes: strukturālā daudzveidība un kopīgi mehānismi. Bioloģiskās ķīmijas žurnāls, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J. D. (2006). Gēna molekulārā bioloģija. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Beard, W. A., Pedersen, L. G., & Wilson, S. H. (2013). DNS polimerāzes arhitektūras strukturālais salīdzinājums liecina par nukleotīdu vārtiem uz polimerāzes aktīvo vietu. Ķīmiskie pārskati, 114(5), 2759-74.