Acizii nucleici joacă un rol important înasigurarea activitatii vitale a celulelor organismelor vii. Un reprezentant important al acestui grup de compuși organici este ADN-ul, care poartă toată informația genetică și este responsabil pentru manifestarea trăsăturilor necesare.
Ce este replicarea?
În procesul de divizare, celulele trebuie să creascăcantitatea de acizi nucleici din nucleu astfel încât să nu existe pierderi de informație genetică în proces. În biologie, replicarea este duplicarea ADN-ului prin sintetizarea unor noi catene.
Scopul principal al acestui proces este de a transfera informații genetice către celulele fiice neschimbate, fără nicio mutație.
Enzime de replicare și proteine
Dublarea unei molecule de ADN poate fi comparată cu oricareproces metabolic în celulă, care necesită proteinele corespunzătoare. Deoarece în biologie, replicarea este o componentă importantă a diviziunii celulare, prin urmare, aici sunt implicate multe peptide auxiliare.
- ADN polimeraza este cea mai importantă enzimă de reduplicare,care este responsabil pentru sinteza lanțului fiice al acidului dezoxiribonucleic. În citoplasma celulei, în timpul procesului de replicare, prezența trifosfaților nucleici, care aduc toate bazele nucleice, este obligatorie.
Aceste baze sunt monomeri ai acidului nucleicacizi, prin urmare, întregul lanț al moleculei este construit din aceștia. ADN polimeraza este responsabilă pentru procesul de asamblare în ordinea corectă, altfel tot felul de mutații sunt inevitabile.
- Primaza este o proteină care este responsabilă pentruformarea unui primer pe catena de ADN șablon. Acest primer se mai numește și primer și are o structură de ARN. Pentru enzima ADN polimerază, este importantă prezența monomerilor inițiali, din care este posibilă sinteza ulterioară a întregului lanț polinucleotid. Această funcție este îndeplinită de primer și de enzima corespunzătoare.
- Helicaza (helicaza) formează o furcă de replicare, care este o divergență a lanțurilor matricei prin ruperea legăturilor de hidrogen. Acest lucru face mai ușor pentru polimerazele să se apropie de moleculă și să înceapă sinteza.
- Topoizomeraza.Dacă ne imaginăm o moleculă de ADN sub forma unei frânghii răsucite, pe măsură ce polimeraza se mișcă de-a lungul lanțului, se va forma o tensiune pozitivă din cauza răsucirii puternice. Această problemă este rezolvată de topoizomerază, o enzimă care rupe lanțul pentru o perioadă scurtă de timp și desface întreaga moleculă. După aceea, zona deteriorată este cusută din nou, iar ADN-ul nu este stresat.
- Proteinele Ssb, ca și grupurile, se atașează la spirele de ADN din furca de replicare pentru a preveni re-formarea legăturilor de hidrogen înainte de sfârșitul procesului de reduplicare.
- Ligaza.Funcția enzimei este de a uni fragmentele Okazaki de pe catena rămasă a moleculei de ADN. Acest lucru se întâmplă prin tăierea primerilor și inserarea monomerilor nativi ai acidului dezoxiribonucleic în locul lor.
În biologie, replicarea este complexăun proces în mai multe etape care este extrem de important în diviziunea celulară. Prin urmare, utilizarea diferitelor proteine și enzime este esențială pentru o sinteză eficientă și corectă.
Mecanism de replicare
Există 3 teorii care explică procesul de duplicare a ADN-ului:
- Conservatorul susține că o moleculă fiică de acid nucleic are o natură matriceală, iar a doua este complet sintetizată de la zero.
- Semi-conservator propus de Watson și Crick și confirmat în 1957 în experimente pe E. Coli. Această teorie spune că ambele molecule de ADN fiice au o catenă veche și una nou sintetizată.
- Mecanismul de dispersie se bazează pe teoria că moleculele fiice au regiuni alternante pe toată lungimea lor, constând atât din monomeri vechi, cât și din noi.
Modelul semi-conservator a fost acum dovedit științific.Ce este replicarea la nivel molecular? La început, helicaza rupe legăturile de hidrogen ale moleculei de ADN, deschizând astfel ambele lanțuri pentru enzima polimerază. Acestea din urmă, după formarea semințelor, încep sinteza de noi lanțuri în direcția 5’-3’.
Proprietatea anti-paralelă a ADN-ului este fundamentalămotivul formării, lanțurile conducătoare și întârziate. Pe catena principală, ADN-polimeraza se mișcă continuu, iar pe catena întârziată formează fragmente Okazaki, care în viitor vor fi conectate folosind ligază.
Caracteristici de replicare
Câte molecule de ADN există în nucleu după replicare?Procesul în sine implică o dublare a structurii genetice a celulei, prin urmare, în timpul perioadei sintetice de mitoză, setul diploid are de două ori mai multe molecule de ADN. Această intrare este de obicei etichetată 2n 4c.
Pe lângă semnificația biologică a replicării, oamenii de științăa găsit aplicarea procesului în diverse domenii ale medicinei și științei. Dacă în biologie, replicarea este duplicarea ADN-ului, atunci în condiții de laborator, multiplicarea moleculelor de acid nucleic este folosită pentru a crea câteva mii de copii.
Această metodă se numește reacție în lanț a polimerazei (PCR). Mecanismul acestui proces este similar cu replicarea in vivo, prin urmare, pentru cursul său sunt utilizate enzime și sisteme tampon similare.
constatări
Replicarea este importantă din punct de vedere biologicpentru organismele vii. Transferul de informații genetice în timpul diviziunii celulare nu este complet fără dublarea moleculelor de ADN, prin urmare, munca coordonată a enzimelor este importantă în toate etapele.
