KAS IR REPLIKĀCIJAS DAKŠA? - BIOLOĢIJA - 2025

Replikācija dakša ir punkts, kurā notiek DNS replikācija, to sauc arī par augšanas punkts. Tas ir Y formas, un, tā kā notiek replikācija, matadata pārvietojas pa DNS molekulu.

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

Avots: Masur, pamatojoties uz Gluon (spāņu valodas versija - Alejandro Porto)

Replikācijas dakša veidojas precīzi starp krustojumu starp tikko atdalīto šablonu vai matricas šķipsnām un duplekso DNS, kas vēl nav dublēta. Uzsākot DNS replikāciju, vienu no šķiedrām var viegli dublēt, bet otrai - ar polaritātes problēmu.

Ferments, kas atbild par ķēdes polimerizāciju - DNS polimerāze -, DNS sintezē tikai 5'-3 'virzienā. Tādējādi viena dzīsla ir nepārtraukta, bet otra tiek nepārtraukti replicēta, veidojot Okazaki fragmentus.

DNS replikācijas un replikācijas dakša

DNS ir molekula, kurā glabājas nepieciešamā ģenētiskā informācija par visiem dzīvajiem organismiem, 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 nobriedušos zīdītāju sarkano asins šūnu, kurām trūkst) kodols).

Katru reizi, kad šūna dalās, DNS ir jā replicējas, lai izveidotu meitas šūnu ar ģenētisko materiālu.

Vienvirziena un divvirzienu replikācija

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

Loģiski, ka, ja replikācija notiek vienā virzienā, tiek izveidots tikai viens matadata, savukārt divvirzienu replikācijā - divas matadatas.

Iesaistītie fermenti

Šim procesam ir nepieciešama sarežģīta fermentatīvā iekārta, kas darbojas ātri un var precīzi replicēt DNS. Vissvarīgākie enzīmi ir DNS polimerāze, DNS primāze, DNS helikāze, DNS līze un topoizomerāze.

Replikācijas sākums un matadata veidošanās

DNS replikācija nesākas nevienā nejaušā vietā molekulā. DNS ir noteikti reģioni, kas apzīmē replikācijas sākumu.

Lielākajā daļā baktēriju baktēriju hromosomā ir viens sākumpunkts, kas bagāts ar AT. Šis sastāvs ir loģisks, jo tas atvieglo reģiona atvēršanu (AT pārus savieno divas ūdeņraža saites, bet GC pāri - trīs).

Kad DNS sāk atvērties, veidojas Y formas struktūra: replikācijas dakša.

Dakšas pagarinājums un kustība

DNS polimerāze nevar sākt meitas ķēdes sintēzi no nulles. Jums nepieciešama molekula, kuras gals ir 3 ', lai polimerāzei būtu vieta, kur sākt polimerizēties.

Šo brīvo 3 'galu piedāvā maza nukleotīda molekula, ko sauc par grunti vai grunti. Pirmais darbojas kā sava veida āķis polimerāzei.

Replikācijas laikā replikācijas dakšai ir spēja pārvietoties pa DNS. Replikācijas dakšas pāreja atstāj divas vienas joslas DNS molekulas, kas virza dubultjoslu meitas molekulu veidošanos.

Matadata var virzīties uz priekšu, pateicoties helikāzes enzīmu darbībai, kas atsaiņo DNS molekulu. Šis ferments sarauj ūdeņraža saites starp bāzes pāriem un ļauj matadatai pārvietoties.

Izbeigšana

Replikācija ir pabeigta, kad abi matadatas ir 180 ° C temperatūrā no izcelsmes vietas.

Šajā gadījumā mēs runājam par to, kā replikācijas process plūst baktērijās, un ir jāizceļ viss riņķveida molekulas vērpes process, ko nozīmē replikācija. Topoizomerāzēm ir liela nozīme molekulas atdalīšanā.

DNS replikācija ir daļēji konservatīva

Vai esat kādreiz domājis, kā replikācija notiek DNS? Tas ir, no dubultās spirāles ir jāparādās vēl vienai dubultā spirālei, bet kā tas notiek? Vairākus gadus tas bija atklāts jautājums starp biologiem. Varētu būt vairākas permutācijas: divas vecās šķipsnas kopā un divas jaunas šķipsnas kopā, vai arī viena jauna dzīsla un viena veca, lai veidotu dubultu spirāli.

1957. gadā uz šo jautājumu atbildēja pētnieki Metjū Meselsons un Franklins Stahls. Autoru piedāvātais replikācijas modelis bija daļēji konservatīvs.

Meselsons un Stahls apgalvoja, ka replikācijas rezultāts ir divas DNS dubultās spirāles molekulas. Katru iegūto molekulu veido veca virkne (no sākotnējās vai sākotnējās molekulas) un tikko sintezēta jauna virkne.

Polaritātes problēma

Kā darbojas polimerāze?

DNS spirāli veido divas ķēdes, kas darbojas pretparalēli: viena iet 5'-3 'virzienā, otra - 3'-5'.

Visredzamākais enzīms replikācijas procesā ir DNS polimerāze, kas ir atbildīga par jauno nukleotīdu, kas tiks pievienoti ķēdei, savienības katalizēšanu. DNS polimerāze var pagarināt ķēdi tikai 5'-3 'virzienā. Šis fakts kavē vienlaicīgu ķēžu dublēšanos replikācijas dakšā.

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

Okazaki haizivju ražošana

Otru virkni nevar pagarināt, jo brīvais gals ir 5 ', nevis 3', un neviena polimerāze nekatalizē nukleotīdu pievienošanu 5 'galam. Problēma tiek atrisināta ar vairāku īsu fragmentu (no 130 līdz 200 nukleotīdiem) sintēzi, katrs no tiem normālā replikācijas virzienā no 5´ līdz 3´.

Šī nedalītā fragmentu sintēze beidzas ar katras daļas savienotību, reakciju, ko katalizē DNS ligaze. Par godu šī mehānisma atklājējam Reidži Okazaki, mazos sintezētos segmentus sauc par Okazaki fragmentiem.

Atsauces

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2015). Būtiskā šūnu bioloģija. Garland zinātne.
2. Cann, IK, & Ishino, Y. (1999). Arheju DNS replikācija: gabalu identificēšana, lai atrisinātu mīklu. Ģenētika, 152 (4), 1249-67.
3. Kūpers, GM, un Hausmans, RE (2004). Šūna: molekulārā pieeja. Medicinska naklada.
4. Garsija-Diaza, M., un Bebeneks, K. (2007). DNS polimerāžu vairākas funkcijas. Kritiski pārskati augu zinātnēs, 26. (2), 105–122.
5. Lewins, B. (2008). gēni IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
6. Ščerbakova, PV, Bebeneks, K., un Kunkels, TA (2003). Eikariotu DNS polimerāžu funkcijas. Zinātnes SAGE KE, 2003 (8), 3.
7. Steitz, TA (1999). DNS polimerāzes: struktūras daudzveidība un kopējie mehānismi. Journal of Biological Chemistry, 274 (25), 17395-17398.
8. Vatsons, JD (2006). Gēna molekulārā bioloģija. Panamerican Medical Ed.
9. Wu, S., Beard, WA, Pedersen, LG, & Wilson, SH (2013). DNS polimerāzes arhitektūras strukturālais salīdzinājums liecina par nukleotīdu vārtiem uz polimerāzes aktīvo vietu. Chemical Reviews, 114 (5), 2759-74.