'n DNA-molekule is 'n struktuur wat op 'n chromosoom gevind word. Een chromosoom bevat een so 'n molekule wat uit twee stringe bestaan. DNA-reduplisering is die oordrag van inligting na selfreproduksie van drade van een molekule na 'n ander. Dit is inherent aan beide DNA en RNA. Hierdie artikel bespreek die proses van DNA-reduplisering.
Algemene inligting en tipes DNA-sintese
Dit is bekend dat die drade in die molekule gedraai is. Wanneer die proses van DNA-reduplisering egter begin, despiraliseer hulle, beweeg dan na die kante, en 'n nuwe kopie word op elkeen gesintetiseer. Na voltooiing verskyn twee absoluut identiese molekules, wat elkeen 'n ma- en dogterdraad bevat. Hierdie sintese word semi-konserwatief genoem. DNA-molekules beweeg weg, terwyl hulle in 'n enkele sentromeer bly, en divergeer uiteindelik eers wanneer hierdie sentromeer begin verdeel.
'n Ander soort sintese word herstellende genoem. Hy, anders as die vorige,geassosieer met enige sellulêre stadium, maar begin wanneer DNA-skade plaasvind. As hulle te groot is, sterf die sel uiteindelik. As die skade egter gelokaliseer is, kan dit herstel word. Afhangende van die probleem, is 'n enkele of twee stringe DNA onderhewig aan herstel. Hierdie, soos dit ook genoem word, ongeskeduleerde sintese neem nie lank nie en vereis nie groot energiekoste nie.
Maar wanneer DNA-reduplisering plaasvind, word baie energie, materiaal verbruik, die duur daarvan strek vir ure.
Reduplisering word vir drie periodes verdeel:
- inisiasie;
- elongation;
- termination.
Kom ons kyk na hierdie DNA-redupliseringsvolgorde van naderby.
Inisiasie
Daar is etlike tienmiljoene basispare in menslike DNA (daar is net honderd en nege in diere). DNA-reduplisering begin op baie plekke in die ketting om die volgende redes. Omtrent dieselfde tyd vind transkripsie in RNA plaas, maar dit word op sommige afsonderlike plekke opgeskort tydens DNA-sintese. Daarom, voor so 'n proses, versamel 'n voldoende hoeveelheid van 'n stof in die sitoplasma van die sel om geenuitdrukking te handhaaf en sodat die sel se lewensbelangrike aktiwiteit nie versteur word nie. In die lig hiervan moet die proses so vinnig as moontlik uitgevoer word. Uitsending gedurende hierdie tydperk word uitgevoer, en transkripsie word nie uitgevoer nie. Studies het getoon dat DNA-reduplisering gelyktydig in etlike duisende punte plaasvind - klein areas met 'n sekerevolgorde van nukleotiede. Hulle word verbind deur spesiale inisieerderproteïene, wat op hul beurt deur ander ensieme van DNA-replikasie verbind word.
Die DNS-fragment waar sintese plaasvind, word die replikon genoem. Dit begin vanaf die beginpunt en eindig wanneer die ensiem replikasie voltooi. Die replikon is outonoom, en voorsien ook die hele proses van sy eie ondersteuning.
Die proses begin dalk nie van alle punte op een slag nie, iewers begin dit vroeër, iewers later; kan in een of twee teenoorgestelde rigtings vloei. Gebeurtenisse vind in die volgende volgorde plaas wanneer dit gegenereer word:
- replikasievurk;
- RNA primer.
Repliseringsvurk
Hierdie deel is die proses waardeur deoksiribonukleïenstringe op die losstaande stringe van DNS gesintetiseer word. Die vurke vorm die sogenaamde reduplikasie-oog. Die proses word voorafgegaan deur 'n reeks aksies:
- vrystelling van binding aan histone in die nukleosoom - DNA-reduplikasie-ensieme soos metilering, asetilering en fosforilering produseer chemiese reaksies wat veroorsaak dat proteïene hul positiewe lading verloor, wat hul vrystelling vergemaklik;
- despiralisering is die afwikkeling wat nodig is om die drade verder vry te stel;
- breek waterstofbindings tussen DNA-stringe;
- hul divergensie in verskillende rigtings van die molekule;
- fiksasie deur SSB-proteïene.
RNA-primer
Sintese word uitgevoer'n ensiem genaamd DNA-polimerase. Hy kan dit egter nie op sy eie begin nie, so ander ensieme doen dit - RNA-polimerases, wat ook RNA-inleiders genoem word. Hulle word in parallel met deoksiribonuklein-stringe gesintetiseer volgens die komplementêre beginsel. Dus eindig die inisiasie met die sintese van twee RNA-inleiders op twee DNA-stringe wat in verskillende rigtings gebreek en losgemaak word.
Verlenging
Hierdie tydperk begin met die byvoeging van 'n nukleotied en die 3'-punt van die RNA-primer, wat deur die reeds genoemde DNA-polimerase uitgevoer word. Aan die eerste heg sy die tweede, derde nukleotied, ensovoorts. Die basisse van die nuwe string is deur waterstofbindings aan die ouerketting verbind. Daar word geglo dat filament-sintese in die 5'-3'-rigting voortgaan.
Waar dit in die rigting van die replikasievurk plaasvind, gaan sintese voortdurend voort en verleng dit soos dit gebeur. Daarom word so 'n draad lei of lei genoem. RNA-inleiders vorm nie meer daarop nie.
DNA-nukleotiede bly egter op die teenoorgestelde moederstring aan die RNA-primer heg, en die deoksiribonukleïenketting word in die teenoorgestelde rigting vanaf die reduplikasievurk gesintetiseer. In hierdie geval word dit agterbly of agterbly genoem.
Op die agterblywende string vind sintese fragmentaries plaas, waar, aan die einde van een afdeling, sintese begin by 'n ander plek naby die gebruik van dieselfde RNA-primer. Daar is dus twee fragmente op die agterblywende string wat deur DNA en RNA verbind is. Hulle word Okazaki-fragmente genoem.
Dan herhaal alles. Dan wikkel nog 'n draai van die heliks af, die waterstofbindings breek, die stringe divergeer na die kante, die voorste string verleng, die volgende fragment van die RNA-primer word op die agterblywende een gesintetiseer, waarna die Okazaki-fragment. Daarna, op die agterblywende string, word die RNA-inleiders vernietig, en die DNA-fragmente word in een gekombineer. So op hierdie stroombaan gebeur gelyktydig:
- vorming van nuwe RNA-inleiders;
- sintese van Okazaki-fragmente;
- vernietiging van RNA-inleiders;
- hereniging in een enkele ketting.
Beëindiging
Die proses gaan voort totdat twee replikasievurke ontmoet, of een van hulle die einde van die molekule bereik. Nadat die vurke ontmoet het, word die dogterstringe DNA deur 'n ensiem verbind. In die geval dat die vurk na die einde van die molekule beweeg het, eindig DNS-reduplikasie met behulp van spesiale ensieme.
Regstelling
In hierdie proses word 'n belangrike rol aan die beheer (of regstelling) van reduplikasie gegee. Al vier tipes nukleotiede word aan die plek van sintese verskaf, en deur proefparing selekteer DNA-polimerase dié wat nodig is.
Die verlangde nukleotied moet soveel waterstofbindings kan vorm as dieselfde nukleotied op die DNA-sjabloonstring. Daarbenewens moet daar 'n sekere konstante afstand tussen die suiker-fosfaat-ruggraat wees, wat ooreenstem met drie ringe in twee basisse. As die nukleotied nie aan hierdie vereistes voldoen nie, sal die verbinding nie plaasvind nie.
Beheer word uitgevoer voor sy insluiting in die ketting en voorinsluiting van die volgende nukleotied. Daarna word 'n binding in die ruggraat van die suikerfosfaat gevorm.
mutasievariasie
Die meganisme van DNA-replikasie, ten spyte van die hoë persentasie akkuraatheid, het altyd versteurings in die drade, hoofsaaklik genoem "geenmutasies". Ongeveer duisend basispare het een fout, wat konvariante reduplikasie genoem word.
Dit gebeur om verskeie redes. Byvoorbeeld, by 'n hoë of te lae konsentrasie van nukleotiede, deaminering van sitosien, die teenwoordigheid van mutagene in die sintese area, en meer. In sommige gevalle kan foute deur herstelprosesse reggestel word, in ander word regstelling onmoontlik.
As die skade 'n onaktiewe plek aangeraak het, sal die fout nie ernstige gevolge hê wanneer die DNA-herdupliseringsproses plaasvind nie. Die nukleotiedvolgorde van 'n spesifieke geen kan met 'n wanpassing verskyn. Dan is die situasie anders, en beide die dood van hierdie sel en die dood van die hele organisme kan 'n negatiewe gevolg word. Dit moet ook in ag geneem word dat geenmutasies gebaseer is op mutasieveranderlikheid, wat die genepoel meer plasties maak.
Methylation
Ten tyd van sintese of onmiddellik daarna vind kettingmetilering plaas. Daar word geglo dat hierdie proses by mense nodig is om chromosome te vorm en geentranskripsie te reguleer. By bakterieë dien hierdie proses om die DNS te beskerm teen die sny deur ensieme.
