Što je vilica replikacije?



vilica replikacije to je točka u kojoj se javlja replikacija DNA, ona se naziva i točka rasta. Ima Y oblik i kako se replikacija nastavlja, ukosnica se zamjenjuje molekulom DNA.

Replikacija DNA je stanični proces koji uključuje dupliciranje genetskog materijala u stanici. Struktura DNK je dvostruka spirala, a kako bi se njen sadržaj ponovio, mora se otvoriti. Svaka od vlakana bit će dio novog lanca DNA, budući da je replikacija polukonzervativni proces.

Vilica replikacije je formirana samo između spoja između novo izdvojenog šablona ili šablona i dupleks DNA koji još nije dupliciran. Prilikom pokretanja replikacije DNA, jedan od lanaca može se lako umnožiti, dok je drugi lanac suočen s problemom polariteta..

Enzim odgovoran za polimerizaciju lanca - DNA polimeraza - sintetizira samo lanac DNA u smjeru 5'-3 '. Dakle, jedan lanac je kontinuiran, a drugi trpi diskontinuiranu replikaciju, stvarajući fragmente Okazakija.

indeks

  • 1 Replikacija DNK i replikacijske vilice
    • 1.1 Jednosmjerna i dvosmjerna replikacija
    • 1.2 Uključeni enzimi
    • 1.3 Početak replikacije i formiranje vilice
    • 1.4. Produženje i pomicanje vilice
    • 1.5 Raskid
  • Replikacija DNA je polukonzervativna
  • 3 Problem polariteta
    • 3.1 Kako djeluje polimeraza?
    • 3.2 Proizvodnja Okazaki fragmenata
  • 4 Reference

Replikacija DNA i vilica replikacije

DNA je molekula koja sadrži potrebne genetske informacije svih živih organizama - osim nekih virusa.

Ovaj ogromni polimer sastavljen od četiri različita nukleotida (A, T, G i C) nalazi se u jezgri eukariota, u svakoj od stanica koje čine tkiva ovih bića (osim u zrelim crvenim krvnim stanicama sisavaca, kojima nedostaje jezgre).

Svaki put kada se stanica podijeli, DNK se mora replicirati kako bi se stvorila stanica kćeri s genetskim materijalom.

Jednosmjerna i dvosmjerna replikacija

Replikacija može biti jednosmjerna ili dvosmjerna, ovisno o formiranju vilice replikacije na mjestu porijekla.

Logično, u slučaju replikacije u jednom smjeru, formira se samo jedna vilica, dok se u dvosmjernoj replikaciji formiraju dvije vilice..

Uključeni su enzimi

Za ovaj proces potrebna je složena enzimska mehanizacija koja radi brzo i koja može replicirati DNA na precizan način. Najvažniji enzimi su DNA polimeraza, DNA primaza, DNA helikaza, DNA ligaza i topoizomeraza.

Početak replikacije i formiranje vilice

Replikacija DNA ne počinje na bilo kojem mjestu u molekuli. Postoje specifične regije u DNA koje označavaju početak replikacije.

U većini bakterija, bakterijski kromosom ima jedno AT-bogato polazište. Ovaj sastav je logičan, jer olakšava otvaranje područja (AT parovi su spojeni s dva vodikova mosta, dok GC par za tri).

Kako se DNK počinje otvarati, oblikuje se struktura u obliku slova Y: vilica replikacije.

Produženje i pomicanje vilice

DNA polimeraza ne može započeti sintezu kćerkih lanaca od početka. Potrebna vam je molekula koja ima 3'-kraj tako da polimeraza ima gdje početi polimerizirati.

Ovaj slobodni 3 'kraj nudi mala molekula nukleotida koja se naziva početnica ili početnica. Prvi djeluje kao neka vrsta kuke za polimerazu.

Tijekom replikacije, vilica replikacije ima sposobnost kretanja duž DNA. Visina vilice replikacije ostavlja dvije jednostruke DNK molekule koje usmjeravaju formiranje dvostrukih pojasnih molekula kćeri.

Vilica može napredovati zahvaljujući djelovanju enzima helikaze koji odmotavaju molekulu DNA. Ovaj enzim razgrađuje vodikove veze između parova baza i omogućuje pomicanje vilice.

završetak

Replikacija se završava kada su dvije vilice na 180 ° C od početka.

U ovom slučaju, govorimo o tome kako se proces replikacije u bakterijama odvija i potrebno je istaknuti cijeli proces torzije kružne molekule koja uključuje replikaciju. Topoizomeraze igraju važnu ulogu u odmotavanju molekule.

Replikacija DNA je polukonzervativna

Jeste li se ikada zapitali kako se replikacija događa u DNA? Drugim riječima, iz dvostruke spirale mora nastati još jedna dvostruka zavojnica, ali kako se to događa? To je bilo nekoliko godina otvoreno pitanje među biolozima. Moglo bi biti nekoliko permutacija: dva stabla zajedno i dva nova zajedno, ili nova nit i stara koja će oblikovati dvostruku zavojnicu.

Na ovo pitanje su 1957. odgovorili istraživači Matthew Meselson i Franklin Stahl. Model replikacije koji su predložili autori bio je polukonzervativac.

Meselson i Stahl navode da su rezultat replikacije dvije dvolančane molekule DNA. Svaka od nastalih molekula sastoji se od starog lanca (od majke ili početne molekule) i nove sintetizirane nove niti..

Problem polariteta

Kako djeluje polimeraza?

DNK spirala se sastoji od dva lanca koji se odvijaju antiparalelno: jedan ide u smjeru 5'-3 'i drugi 3'-5'..

Najvažniji enzim u procesu replikacije je DNA polimeraza, koja je odgovorna za kataliziranje vezanja novih nukleotida koji će biti dodani u lanac. DNA polimeraza može samo proširiti lanac u smjeru 5'-3 '. Ta činjenica onemogućuje istovremenu duplikaciju lanaca u vilici za replikaciju.

Zašto? Dodavanje nukleotida događa se na slobodnom kraju 3 'gdje se nalazi hidroksilna skupina (-OH). Prema tome, samo se jedan lanac može jednostavno umnožiti terminalnim dodavanjem nukleotida na 3 'kraj. To se naziva vodljivi ili kontinuirani lanac.

Proizvodnja fragmenata Okazakija

Drugi lanac se ne može produžiti, jer slobodni kraj je 5 ', a ne 3' i nijedna polimeraza ne katalizira dodavanje nukleotida na 5 'kraj. Problem je riješen sintezom više kratkih fragmenata (130 do 200 nukleotida), svaki u normalnom smjeru replikacije od 5 'do 3'..

Ova diskontinuirana sinteza fragmenata završava sjedinjavanjem svakog dijela, reakcijom kataliziranu DNA ligazom. U čast otkrivača ovog mehanizma, Reiji Okazaki, sintetizirani mali segmenti nazivaju se fragmentima Okazakija.

reference

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... i Walter, P. (2015). Bitna biologija stanice. Znanost o Garlandu.
  2. Cann, I.K., & Ishino, Y. (1999). Replika arhealne DNA: identificiranje dijelova za rješavanje zagonetke. genetika, 152(4), 1249-67.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2004). Stanica: Molekularni pristup. Medicinska naklada.
  4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). Višestruke funkcije DNA polimeraza. Kritički osvrti u biljnim znanostima, 26(2), 105-122.
  5. Lewin, B. (2008). geni IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Shcherbakova, P.V., Bebenek, K., & Kunkel, T.A. (2003). Funkcije eukariotskih DNA polimeraza. Znanstvena SAGE KE, 2003(8), 3.
  7. Steitz, T.A. (1999). DNA polimeraze: strukturna raznolikost i zajednički mehanizmi. Časopis za biološku kemiju, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J.D. (2006). Molekularna biologija gena. Ed Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Beard, W.A., Pedersen, L.G. & Wilson, S.H. (2013). Strukturna usporedba arhitekture DNA polimeraze upućuje na nukleotidni prolaz na aktivno mjesto polimeraze. Kemijski pregledi, 114(5), 2759-74.