Apakah pengulangan DNA? Proses replikasi DNA

Molekul DNA - terletak dalam struktur kromosom. Satu kromosom mengandungi molekul tunggal yang terdiri daripada dua helai. Pengulangan DNA - adalah pemindahan maklumat selepas pembiakan sendiri benang daripada satu molekul yang lain. Ia wujud dalam kedua-dua DNA dan RNA. Artikel ini membincangkan proses replikasi DNA.

maklumat umum dan jenis sintesis DNA

Adalah diketahui bahawa benang berpintal dalam molekul. Walau bagaimanapun, apabila proses replikasi DNA bermula, mereka dispiralized, maka langkah mengetepikan, dan pada setiap salinan baru disintesis. Setelah siap, dua molekul benar-benar sama, setiap yang ada ibu bapa dan benang kanak-kanak. sintesis ini dipanggil semi-konservatif. molekul DNA dipindahkan, manakala selebihnya dalam centromere tunggal, dan akhirnya menyimpang hanya apabila proses pembahagian centromere ini bermula.

Jenis yang lain dipanggil sintesis reparative. Beliau, tidak seperti yang sebelumnya, tidak dikaitkan dengan mana-mana peringkat sel, tetapi bermula sekiranya berlaku kerosakan DNA. Jika mereka terlalu luas alam semula jadi, sel akhirnya mati. Walau bagaimanapun, jika kerosakan itu adalah tempatan, maka anda boleh memulihkan mereka. Bergantung kepada masalah yang hendak dipulihkan atau memisahkan dua helai DNA sekaligus. Ini, kerana ia dipanggil, sintesis berjadual tidak mengambil masa yang lama dan tidak memerlukan banyak tenaga.
Tetapi apabila terdapat pengulangan DNA, kemudian menghabiskan banyak tenaga, bahan, terbentang panjang jam tangannya.
Pengulangan dibahagikan kepada tiga peringkat:

• permulaan;
• pemanjangan;
• penamatan.

Mari kita kaji urutan replikasi DNA.

permulaan

Dalam DNA manusia - puluhan beberapa berjuta-juta pasangan bes (haiwan jumlahnya hanya seratus sembilan). pengulangan DNA bermula di tempat-tempat rantaian atas sebab-sebab berikut. Pada masa yang sama dalam RNA transkripsi berlaku, tetapi dalam sintesis DNA digantung di beberapa lokasi yang dipilih. Oleh itu, seperti proses sebelum jumlah yang mencukupi bahan berkumpul di dalam sitoplasma sel-sel untuk menyokong gen dan aktiviti selular yang belum rosak. Memandangkan ini, proses itu perlu dilakukan secepat mungkin. Disiarkan dalam tempoh ini dijalankan, dan transkripsi itu tidak dijalankan. Kajian telah menunjukkan bahawa pengulangan DNA berlaku sekali dalam beberapa ribu mata - kawasan kecil dengan urutan nukleotida tertentu. Mereka disertai oleh protein pemula khas, yang seterusnya disertai oleh enzim lain replikasi DNA.

Serpihan DNA yang disintesis dipanggil replicon a. Ia bermula dari awal dan berakhir apabila enzim menamatkan replikasi. Replicon adalah autonomi, dan juga membekalkan keseluruhan proses perisian sendiri.
Proses ini tidak boleh bermula dari semua mata sekali gus, di suatu tempat ia bermula lebih awal, di suatu tempat - kemudian; Ia boleh berlaku dalam satu atau dalam dua arah bertentangan. Peristiwa-peristiwa yang berlaku dalam susunan yang berikut apabila imej:

• garpu replikasi;
• RNA primer.

replikasi garpu

Bahagian ini membentangkan satu proses di mana dalam benang terputus disintesis DNA filamen deoksiribonukleik. Palam seterusnya membentuk mata yang dipanggil replikasi. Proses ini didahului dengan beberapa tindakan:

• melepaskan dari berkaitan dengan histones dalam nucleosome a - enzim seperti metilasi replikasi DNA, asetik, dan pemfosforilan menghasilkan tindak balas kimia yang menghasilkan protein kehilangan cas positif mereka yang memudahkan pembebasan mereka;
• despiralization - adalah bersantai, yang perlu untuk pembebasan lagi benang;
• memecahkan ikatan hidrogen antara untaian DNA;
• perbezaan mereka di sisi yang berbeza molekul;
• penetapan yang berlaku menggunakan protein SSB.

RNA primer

Sintesis membawa enzim yang dipanggil polymerase DNA. Walau bagaimanapun, untuk memulakan sendiri dia tidak boleh, begitu juga enzim lain - polymerase RNA, yang juga dikenali sebagai primers RNA. Mereka disintesis dalam helai selari deoksiribonukleik pada prinsip saling melengkapi. Oleh itu, permulaan sintesis RNA kedua-dua hujung, dua primers dan bertolak terbelah helai DNA.

pemanjangan

Tempoh ini bermula dari selain nukleotida dan 3 'akhir RNA-buku asas yang membawa polymerase DNA yang telah disebutkan. Ia melekat kepada kedua pertama, nukleotida ketiga, dan sebagainya. asas thread baru dihubungkan dengan rantai induk oleh ikatan hidrogen. Adalah dipercayai bahawa sintesis benang berada di 5 yang '- 3'.
Di mana ia berlaku di tepi garpu replikasi, sintesis berlaku secara berterusan dan pada masa yang sama memanjangkan. Oleh itu, thread ini dipanggil terkemuka atau terkemuka. Dia RNA primer tidak lagi terbentuk.

Walau bagaimanapun, pada helai yang bertentangan dengan induk nukleotida DNA terus menyertai primer RNA, dan rantaian deoksiribonukleik disintesis dalam arah yang bertentangan dari garpu replikasi. Dalam kes ini, ia dipanggil kelewatan atau ketinggalan.

Pada sehelai ketinggalan sintesis berlaku pada serpihan, di mana satu bahagian akhir sintesis bermula di lokasi yang lain berhampiran dengan menggunakan yang primer RNA sama. Oleh itu, terdapat dua ditangguhkan rantaian serpihan disertai DNA dan RNA. Mereka dipanggil serpihan Okazaki.

Maka semua diulangi. Kemudian disambung lagi giliran heliks, hidrogen pecah komunikasi thread ke sisi, rantai dipanjangkan ketika ketinggalan yang disintesis berikut serpihan RNA primer, lalu terkemuka - Okazaki serpihan. Selepas itu, dalam RNA ditangguhkan helai primers dimusnahkan dan serpihan DNA dihimpunkan menjadi satu. Supaya litar ini berlaku pada masa yang sama:

• pembentukan primer RNA baru;
• sintesis serpihan Okazaki;
• kemusnahan primers RNA;
• bersatu semula ke dalam litar tunggal.

penamatan

Proses ini berterusan selagi kedua-dua tidak memenuhi garpu replikasi, atau salah seorang daripada mereka akan datang ke akhir molekul. Selepas mesyuarat itu, garpu DNA helai anak perempuan disertai oleh enzim. Dalam kes itu, jika plag digerakkan ke arah akhir molekul, pengulangan DNA berakhir menggunakan enzim khas.

pembetulan

Dalam proses ini, peranan yang penting yang diberikan kepada kawalan (atau pembetulan) replikasi. Untuk meletakkan sintesis menerima keempat-empat jenis nucleotide, dan siasatan oleh berpasangan polymerase DNA memilih orang-orang yang diperlukan.

Nukleotida dikehendaki dapat membentuk ikatan hidrogen serta nukleotida sama di helai template DNA. Tambahan pula, di antara tulang belakang gula-fosfat mesti mempunyai jarak malar tertentu yang sepadan dengan tiga cincin di kedua-dua asas. Jika nukleotida tidak memenuhi keperluan ini, sambungan tidak akan berlaku.
Kawalan dijalankan sebelum ia dimasukkan ke dalam litar dan sebelum menghidupkan nukleotida berikutnya. Selepas itu, sambungan ke saharofosfata tulang belakang.

kepelbagaian mutasi

Mekanisme replikasi DNA, walaupun peratusan tinggi ketepatan sentiasa gangguan dalam filamen, yang dipanggil kebanyakannya "mutasi gen." Kira-kira seribu pasangan bes, ada satu kesilapan yang konvariantnaya dipanggil pengulangan.

Ia berlaku atas sebab-sebab yang berbeza. Sebagai contoh, pada kepekatan yang tinggi atau terlalu rendah nukleotida deamination daripada sitosin, kehadiran mutagen dalam sintesis kedua-duanya. Dalam beberapa kes, kesilapan itu boleh diperbetulkan oleh proses pembaikan dalam pembetulan lain menjadi mustahil.

Jika kerosakan yang terjejas ruang tidur, ralat tidak akan mempunyai akibat yang serius apabila terdapat proses replikasi DNA. urutan nukleotida gen yang boleh berlaku dengan ralat mengawan. Maka ia bukan kes itu, dan hasil yang negatif boleh menjadi seperti kematian sel, dan kematian organisma keseluruhan. Ia juga harus diingat bahawa mutasi gen adalah berdasarkan kepelbagaian mutasi, yang membuat kolam gen keplastikan.

metilasi

Pada masa yang sintesis, atau selepas ia berlaku rantaian metilasi. Adalah dipercayai bahawa proses ini adalah perlu bagi seseorang untuk membentuk kromosom dan mengawal selia transkripsi gen. Dalam proses ini bakteria DNA menyajikan perlindungannya terhadap memotong enzim.