Mi a replikációs villa?



az replikációs villa ez az a pont, ahol a DNS-replikáció megtörténik, azt is nevezik növekedési pontnak. Y alakja van, és a replikáció folytatódik, a hajtómotort a DNS molekula eltolja.

A DNS-replikáció a sejtes folyamat, amely magában foglalja a genetikai anyag duplikációját a sejtben. A DNS szerkezete kettős hélix, és annak tartalmának replikálásához meg kell nyitni. A szálak mindegyike része lesz az új DNS-láncnak, mivel a replikáció egy félig konzervatív folyamat.

A replikációs villát az újonnan szétválasztott sablon vagy sablon láncok és a még nem duplex DNS közötti összeköttetés között alakítják ki. A DNS-replikáció kezdeményezésekor az egyik szál könnyen átmásolható, míg a másik szál egy polaritási problémával néz szembe.

A lánc polimerizációjáért felelős enzim - a DNS-polimeráz - csak a DNS-szálat szintetizálja az 5'-3 'irányban. Így az egyik szál folyamatos, a másik pedig folytonos replikáció, Okazaki-fragmenseket generál.

index

  • 1 A DNS replikációja és a replikációs villa
    • 1.1 Egyirányú és kétirányú replikáció
    • 1.2 Az érintett enzimek
    • 1.3 A replikáció kezdete és a villák kialakulása
    • 1.4 A villa meghosszabbítása és mozgása
    • 1.5 Megszakítás
  • A DNS-replikáció félig konzervatív
  • 3 A polaritási probléma
    • 3.1 Hogyan működik a polimeráz?
    • 3.2 Okazaki töredékek előállítása
  • 4 Referenciák

DNS replikáció és replikációs villa

A DNS a molekula, amely az összes élő szervezet szükséges genetikai információit tartalmazza - néhány vírus kivételével.

Ez a négy különböző nukleotidból (A, T, G és C) álló hatalmas polimer az eukarióták magjában helyezkedik el, mindegyik sejtben, amely ezeknek a lényeknek szöveteit alkotja (kivéve az emlősök érett vörösvértestjeit, amelyek nem rendelkeznek mag).

Minden alkalommal, amikor egy sejt megoszt, a DNS-t meg kell replikálni ahhoz, hogy egy lánysejtet hozzon létre genetikai anyaggal.

Egyirányú és kétirányú replikáció

A replikáció lehet egyirányú vagy kétirányú, attól függően, hogy a replikációs villa a származási ponton alakul ki.

Logikusan, az egyik irányba történő replikáció esetén csak egy villát hoznak létre, míg a kétirányú replikáció során két villát alakítanak ki.

Az enzimek részt vesznek

Ehhez egy komplex enzimatikus gépre van szükség, amely gyorsan működik, és amely képes a DNS pontos replikációjára. A legfontosabb enzimek a DNS-polimeráz, a DNS-primasz, a DNS-helikáz, a DNS-ligáz és a topoizomeráz.

A replikáció kezdete és a villa kialakulása

A DNS-replikáció nem indul el a molekula bármely véletlenszerű helyén. A DNS-ben vannak specifikus régiók, amelyek jelzik a replikáció kezdetét.

A legtöbb baktériumban a bakteriális kromoszóma egyetlen AT gazdag kiindulási ponttal rendelkezik. Ez a kompozíció logikus, mivel megkönnyíti a régió megnyitását (az AT párokat két hidrogénhidak összekötik, míg a GC pár három)..

Ahogy a DNS megnyílik, egy Y-alakú szerkezeti forma: a replikációs villa.

A villa meghosszabbítása és mozgása

A DNS-polimeráz nem tudja megkezdeni a lányok láncainak szintézisét a semmiből. Szüksége van egy olyan molekulára, amelynek 3'-vége van, hogy a polimeráz hol kezdjen polimerizálni.

Ezt a szabad 3 'véget egy primer vagy primer nevű nukleotid kis molekula biztosítja. Az első egyfajta horogként működik a polimeráz számára.

A replikáció során a replikációs villa képes mozgatni a DNS-t. A replikációs villa villája két egysávos DNS-molekulát hagy el, amelyek irányítják a kettős sávos lánymolekulák kialakulását.

A villát a helikáz enzimek hatására előrehaladhatja, amelyek a DNS-molekulát szétbontják. Ez az enzim megszakítja a hidrogénkötéseket az alappárok között, és lehetővé teszi a villa elmozdulását.

befejezés

A replikáció akkor fejeződik be, amikor a két villa villája 180 ° C-on van az eredetétől.

Ebben az esetben arról beszélünk, hogy a baktériumok replikációs folyamata folyik-e, és meg kell emelni a replikációval kapcsolatos körkörös molekula teljes torziós folyamatát. A topoizomerázok fontos szerepet játszanak a molekula feloldásában.

A DNS-replikáció félig konzervatív

Elgondolkozott már azon, hogy miként fordul elő a DNS replikációja? Ez azt jelenti, hogy a kettős spirálnak újabb kettős spirálnak kell lennie, de hogyan történik ez? Több éven át ez volt a nyitott kérdés a biológusok körében. Több permutáció is lehet: két régi szál együtt és két új együtt, vagy egy új szál és egy régi, amely kettős spirálot alkot..

1957-ben ezt a kérdést Matthew Meselson és Franklin Stahl válaszolták. A szerzők által javasolt replikációs modell a félig konzervatív.

Meselson és Stahl kijelentette, hogy a replikáció eredménye két kétszálú DNS-molekula. A kapott molekulák mindegyike egy régi szálból (az anyából vagy a kezdeti molekulából) és egy újonnan szintetizált új szálból áll..

A polaritási probléma

Hogyan működik a polimeráz?

A DNS-hélixet két lánc alkotja, amelyek egy párhuzamosan futnak: az egyik az 5'-3 'irányba, a másik 3'-5'.

A replikációs folyamat legfontosabb enzimje a DNS-polimeráz, amely felelős a lánchoz hozzáadott új nukleotidok kötődésének katalizálásáért. A DNS-polimeráz csak a láncot 5'-3 'irányban tudja meghosszabbítani. Ez a tény akadályozza a láncok párhuzamos duplikációját a replikációs villában.

Miért? A nukleotidok hozzáadása a 3 'szabad végén történik, ahol hidroxilcsoportot (-OH) találunk. Így a láncok csak egyike könnyen amplifikálható a nukleotid terminális hozzáadásával a 3'-véghez. Ezt vezető vagy folytonos szálnak nevezik.

Okazaki töredékek előállítása

A másik szál nem nyújtható, mert a szabad vég 5 'és nem 3', és egyetlen polimeráz sem katalizálja a nukleotidok hozzáadását az 5'-véghez. A problémát több rövid fragmens (130-200 nukleotid) szintézisével oldjuk meg, mindegyik normál replikációs irányban 5 'és 3' között..

A fragmensek ezt a folytonos szintézisét az egyes részek, a DNS-ligáz által katalizált reakció egyesíti. Ennek a mechanizmusnak a felfedezőjének tiszteletére, Reiji Okazaki, a szintetizált kis szegmenseket Okazaki töredékének nevezik..

referenciák

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2015). Essential sejtbiológia. Garland tudomány.
  2. Cann, I. K. és Ishino, Y. (1999). Archaeal DNS replikáció: a darabok azonosítása a puzzle megoldásához. genetika, 152(4), 1249-67.
  3. Cooper, G. M. és Hausman, R. E. (2004). A sejt: Molekuláris megközelítés. Medicinska naklada.
  4. Garcia-Diaz, M., és Bebenek, K. (2007). A DNS polimerázok több funkciója. Kritikus értékelés a növénytudományokban, 26(2), 105-122.
  5. Lewin, B. (2008). gének IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K. és Kunkel, T. A. (2003). Az eukarióta DNS polimerázok funkciói. Tudomány SAGE KE, 2003(8), 3.
  7. Steitz, T. A. (1999). DNS-polimerázok: strukturális sokféleség és közös mechanizmusok. Journal of Biological Chemistry, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J. D. (2006). A gén molekuláris biológiája. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Beard, W. A., Pedersen, L. G. és Wilson, S. H. (2013). A DNS-polimeráz-architektúra strukturális összehasonlítása azt sugallja, hogy a nukleotid-átjáró a polimeráz aktív helyhez kapcsolódik. Kémiai értékelés, 114(5), 2759-74.