A nukleinsavak fontos szerepet játszanak aaz élő szervezetek sejtjeinek létfontosságú aktivitásának biztosítása. A szerves vegyületek e csoportjának fontos képviselője a DNS, amely az összes genetikai információt hordozza, és felelős a szükséges tulajdonságok megnyilvánulásáért.
Mi a replikáció?
Az osztódás során a sejteknek növekedniük kella nukleinsavak mennyisége a magban, hogy a folyamat során ne csökkenjen a genetikai információ. A biológiában a replikáció a DNS duplikációja új szálak szintetizálásával.
Ennek a folyamatnak a fő célja, hogy a genetikai információkat mutációk nélkül, változatlanul átvigye a leánysejtekhez.
Replikációs enzimek és fehérjék
A DNS-molekula megkétszerezése bármelyihez hasonlíthatómetabolikus folyamat a sejtben, amelyhez a megfelelő fehérjék szükségesek. Mivel a biológiában a replikáció a sejtosztódás egyik fontos alkotóeleme, ezért itt számos segédpeptid vesz részt.
- A DNS-polimeráz a legfontosabb reduplikációs enzim,amely felelős a dezoxiribonukleinsav leányláncának szintéziséért. A sejt citoplazmájában a replikációs folyamat során kötelező az összes nukleáris bázist elhozó nukleinsav-trifoszfátok jelenléte.
Ezek a bázisok a nukleinsav monomerjeisavak, ezért a molekula teljes lánca felépül belőlük. A DNS-polimeráz felelős az összeszerelési folyamatért a megfelelő sorrendben, különben mindenféle mutáció elkerülhetetlen.
- A primáz egy olyan fehérje, amely felelősprimer képződése a templát DNS szálon. Ezt a primert primernek is nevezik, és RNS szerkezetű. A DNS-polimeráz enzim szempontjából fontos a kiindulási monomerek jelenléte, amelyekből a teljes polinukleotidlánc további szintézise lehetséges. Ezt a funkciót a primer és a megfelelő enzim látja el.
- A helikáz (helikáz) replikációs villát képez, amely a mátrixláncok divergenciája a hidrogénkötések megszakításával. Ez megkönnyíti a polimerázok számára a molekula megközelítését és a szintézis megkezdését.
- Topoizomeráz.Ha egy DNS-molekulát sodrott kötél formájában képzelünk el, amint a polimeráz a lánc mentén mozog, az erős sodródás miatt pozitív feszültség alakul ki. Ezt a problémát a topoizomeráz oldja meg - egy enzim, amely rövid ideig megszakítja a láncot és kibontja az egész molekulát. Ezt követően a sérült területet ismét varrják, és a DNS-t nem terheli meg.
- Az Ssb fehérjék, hasonlóan a klaszterekhez, a replikációs villában a DNS-szálakhoz kapcsolódnak, hogy megakadályozzák a hidrogénkötések újraképződését a reduplikációs folyamat vége előtt.
- Ligase.Az enzim feladata az Okazaki-fragmensek összekötése a DNS-molekula elmaradó szálán. Ez úgy történik, hogy kivágjuk a primereket, és natív dezoxiribonukleinsav monomereket helyezünk a helyükbe.
A biológiában a replikáció bonyolulttöbblépcsős folyamat, amely rendkívül fontos a sejtosztódásban. Ezért a hatékony és korrekt szintézishez különféle fehérjék és enzimek használata szükséges.
Replikációs mechanizmus
Három elmélet magyarázza a DNS duplikációs folyamatot:
- A konzervatív azt állítja, hogy az egyik leány nukleinsavmolekula mátrix jellegű, a második pedig teljesen a semmiből szintetizálódik.
- Watson és Crick által javasolt félkonzervatív, amelyet 1957-ben E. Coli kísérleteivel megerősítettek. Ez az elmélet azt állítja, hogy mindkét leány DNS-molekulának van egy régi szála és egy újonnan szintetizált.
- A diszperziós mechanizmus azon az elméleten alapul, miszerint a leánymolekulák teljes hosszában váltakozó régiókkal rendelkeznek, amelyek mind régi, mind új monomerekből állnak.
A félig konzervatív modell mára tudományosan bizonyított.Mi a replikáció molekuláris szinten? Kezdetben a helikáz megszakítja a DNS-molekula hidrogénkötéseit, ezáltal mindkét lánc kinyílik a polimeráz enzim számára. Utóbbi a magok képződése után megkezdi az új láncok szintézisét az 5'-3 'irányban.
A DNS anti-párhuzamos tulajdonsága alapvetőa kialakulás oka, a vezető és a lemaradó láncok. A vezető szálon a DNS-polimeráz folyamatosan mozog, a lemaradó szálon pedig Okazaki-fragmenseket képez, amelyek a jövőben ligáz segítségével kapcsolódnak össze.
Replikációs funkciók
Hány DNS-molekula van a magban a replikáció után?Maga a folyamat magában foglalja a sejt genetikai összetételének megkétszereződését, ezért a mitózis szintetikus periódusában a diploid készlet kétszer annyi DNS-molekulával rendelkezik. Ezt a bejegyzést általában 2n 4c jelöléssel látják el.
A replikáció biológiai jelentése mellett a tudósokmegtalálta a folyamat alkalmazását az orvostudomány és a tudomány különböző területein. Ha a biológiában a replikáció a DNS duplikációja, akkor laboratóriumi körülmények között a nukleinsavmolekulák reprodukcióját használják fel több ezer példány létrehozására.
Ezt a módszert polimeráz láncreakciónak (PCR) nevezzük. Ennek a folyamatnak a mechanizmusa hasonló az in vivo replikációhoz, ezért lefolyásához hasonló enzimeket és puffer rendszereket használnak.
megállapítások
A replikáció biológiailag fontosélő szervezetek számára. A genetikai információ sejtosztódás során történő átadása nem teljes a DNS-molekulák megkétszereződése nélkül, ezért az enzimek összehangolt munkája minden szakaszban fontos.
