Ano ang pag-uulit ng DNA? Ang proseso ng replikasyon ng DNA

Ang DNA Molekyul - Matatagpuan sa chromosome istraktura. Isa chromosome ay naglalaman ng isang solong Molekyul na binubuo ng dalawang strands. Uulit ng DNA - ay ang paglipat ng mga impormasyon pagkatapos ng self-paggawa ng maraming kopya ng mga thread mula sa isa Molekyul sa isa pa. Ito ay likas na taglay ng parehong DNA at RNA. artikulong ito discusses ang DNA pagtitiklop proseso.

Pangkalahatang impormasyon at mga uri ng DNA synthesis

Ito ay kilala na baluktot yarn sa Molekyul. Gayunman, kapag ang proseso ng replikasyon ng DNA ay nagsisimula, sila dispiralized, at pagkatapos ay hakbang sa isang tabi, at sa bawat bagong kopya ay na-synthesize. Sa sandaling makumpleto mayroong dalawang ganap na magkapareho molecule, ang bawat isa ay may isang magulang at isang anak thread. synthesis Ito ay tinatawag na semi-konserbatibo. DNA molecules ay inilipat, habang ang natitira sa isang solong centromere, at sa wakas ay maghiwalay lamang kapag ito centromere division proseso ay nagsisimula.

Ang iba pang uri ay tinatawag na reparative synthesis. Siya, hindi katulad ng nakaraang isa, ay hindi nauugnay sa anumang cell stage, ngunit nagsisimula sa kaganapan ng DNA pinsala. Kung sila ay masyadong malawak-hanggang kalikasan, ang mga cell sa huli ay namatay. Subalit, kung ang pinsala ay mga lokal na, pagkatapos ay maaari mong ibalik ang mga ito. Depende sa problema upang maibalik o ihiwalay ang dalawang strands ng DNA sa isang beses. Ito, tulad ng ito ay tinatawag na, unscheduled synthesis ay hindi kumuha ng isang mahabang oras at ay hindi nangangailangan ng isang pulutong ng enerhiya.
Ngunit kapag may isang uulit ng DNA, at pagkatapos ay ginugol ng isang pulutong ng enerhiya, materyal, stretch sa haba ng kanyang relos.
Uulit ay nahahati sa tatlong mga panahon:

• pagsisimula;
• pagpahaba;
• pagwawakas.

Ipaalam sa amin isaalang-alang ang pagkakasunod-sunod ng DNA pagtitiklop.

pagtanggap sa bagong kasapi

Sa DNA ng tao - ng ilang mga sampu-sampung milyon-milyong mga base na pares (ang mga hayop sila pagbilang ng lamang ng isang daan at siyam). DNA uulit ay nagsisimula sa maraming lugar ang kadena para sa sumusunod na kadahilanan. Sa halos parehong oras sa RNA transcription ay nangyayari, ngunit sa synthesis ng DNA ay suspendido sa ilan sa mga napiling mga lokasyon. Samakatuwid, tulad ng isang proseso bago ang isang sapat na dami ng mga sangkap naiipon sa saytoplasm ng cell upang suportahan ang gene expression at cellular aktibidad na hindi pa sira. Sa view ng mga ito, ang proseso ay dapat na maganap nang mabilis hangga't maaari. I-broadcast sa panahon na ito natupad, at ang transcription ay hindi isinasagawa. Pag-aaral ay pinapakita na DNA uulit ay nangyayari isang beses sa ilang libong puntos - mga maliliit na lugar na may isang tiyak na nucleotide sequence. Sila ay sumali sa pamamagitan ng mga espesyal na protina initiator, na siya namang ay sumali sa pamamagitan ng iba pang mga enzymes ng DNA pagtitiklop.

Ang DNA fragment na kung saan ay na-synthesize ay tinatawag na isang replicon. Nagsisimula ito mula sa simula at nagtatapos kapag ang enzyme tinatapos pagtitiklop. Replicon ay autonomous, at din supplies ng buong proseso ng kanyang sariling software.
Ang proseso ay maaaring magsimula mula sa lahat ng mga punto nang sabay-sabay, sa isang lugar na ito ay nagsisimula nang mas maaga, sa isang lugar - sa ibang pagkakataon; Maaari itong tumagal ng lugar sa isa o sa dalawang kabaligtaran direksyon. Ang mga kaganapan na maganap sa mga sumusunod na order kapag ang imahe:

• pagtitiklop tinidor;
• RNA panimulang aklat.

pagtitiklop tinidor

bahagi na ito ay nagtatanghal ng isang proseso kung saan sa disconnect yarns ay synthesize DNA deoxyribonucleic filament. Plugs sa gayon ay bumubuo ng tinatawag na mata ng pagtitiklop. Ang proseso ay sinundan sa pamamagitan ng isang bilang ng mga aksyon:

• release mula sa may kaugnayan sa histones sa isang nucleosome - enzymes tulad ng isang replikasyon ng DNA methylation, acetylation, at phosphorylation makabuo ng mga reaksyon kemikal na nagresulta sa protina mawala ang kanilang mga positibong singil na pinapadali ang kanilang release;
• despiralization - ay unwinding, na kung saan ay kinakailangan para sa karagdagang pagpapalaya ng mga thread;
• masira bono hydrogen sa pagitan ng DNA strands;
• kanilang pagkakalayo sa iba't ibang panig ng Molekyul;
• fixation na nagaganap gamit SSB protina.

RNA primer

Synthesis ay nagdadala ng isang enzyme na tinatawag na DNA polymerase. Gayunpaman, upang simulan ang kanyang sariling hindi niya magawa, kaya gumawa ng iba pang mga enzymes - ang RNA polymerase, na kung saan ay tinatawag din RNA primers. Sila ay na-synthesize sa parallel strands ng deoxyribonucleic on sa prinsipyo ng complementarity. Kaya, ang pagsisimula ng RNA synthesis ng dalawang dulo, dalawang primers at namayapa nang pinutin DNA strands.

pagpahaba

Ang panahong ito ay nagsisimula mula sa nucleotide karagdagan at 3 'dulo ng RNA-primer, na nagdadala ng nabanggit na DNA polymerase. Ito attaches sa una pangalawa, third nucleotide, at iba pa. New thread base ay konektado sa magulang chain sa pamamagitan ng hydrogen bonds. Ito ay pinaniniwalaan na ang synthesis ng sinulid ay nasa 5 '- 3'.
Saan ito nangyayari sa gilid ng pagtitiklop tinidor, ang synthesis maganap patuloy at sabay na nagpapahaba ng. Samakatuwid, ang thread na ito ay tinatawag na nangunguna o nangunguna. Siya RNA primer ay hindi na nabuo.

Gayunman, sa tapat ng sumadsad ng magulang DNA nucleotides patuloy na sumali sa RNA primer, at deoxyribonucleic chain ay na-synthesize sa tapat ng direksyon mula sa pagtitiklop tinidor. Sa kasong ito, ito ay tinatawag na naantalang o pagkahuli.

Sa pagkahuli malagay sa kagipitan synthesis ay nangyayari sa mga fragment, kung saan ang isang dulo na bahagi ng synthesis ay nagsisimula sa isa pang lokasyon na malapit sa gamit ang parehong RNA panimulang aklat. Kaya, mayroong dalawang maantala chain fragment ay sumali DNA at RNA. Ang mga ito ay tinatawag na Okazaki fragment.

Pagkatapos lahat ng bagay ay naulit. Pagkatapos ay spliced isa pang turn ng helix, hydrogen pagsabog komunikasyon thread sa mga gilid, na humahantong chain lengthened sa pagkahuli synthesized sumusunod na fragment RNA primer, pagkatapos niyon - Okazaki fragment. Pagkatapos noon, sa isang naantalang hiblang RNA primers ay nawasak at ang DNA fragment ay sumali sa isa. Kaya ito circuit ay tumatagal ng lugar sa parehong oras:

• sa pagbuo ng bagong RNA primer;
• synthesis ng Okazaki fragment;
• pagkawasak ng RNA primers;
• reunited sa isang solong circuit.

pagwawakas

Ang proseso ay nagpapatuloy hangga't ang dalawang hindi matugunan ang pagtitiklop tinidor, o isa sa mga ito ay darating sa isang dulo ng Molekyul. Matapos ang pulong, tinidor DNA anak na babae strands ay sumali sa pamamagitan ng enzyme. Sa kaso, kung ang plug ay inilipat patungo sa dulo ng Molekyul, DNA uulit nagtatapos gamit ang mga espesyal enzymes.

koreksyon

Sa prosesong ito, ang isang mahalagang papel itinalaga sa ang control (o pagwawasto) ng pagtitiklop. Upang ilagay ang synthesis na natatanggap ng lahat ng apat na mga uri ng mga nucleotides, at ang probe sa pamamagitan ng DNA polymerase pagpapares pinipili ang mga na ay kinakailangan.

Ang ninanais na nucleotide upang magawang upang bumuo ng mga Bonds ng hydrogen pati na rin ang mga katulad nucleotide sa template DNA sumadsad. Higit pa rito, sa pagitan ng asukal-phosphate gulugod ay dapat magkaroon ng isang tiyak na pare-pareho ang distansiya naaayon sa tatlong rings sa dalawang tungtungan. Kung ang nucleotide ay hindi nakamit ang mga kinakailangan, ang koneksyon ay hindi mangyayari.
Control ay isinasagawa bago ito ay nakasama sa circuit at bago i-on ang kasunod na nucleotide. Pagkatapos nito, ang koneksyon sa gulugod saharofosfata.

mutational-bago

Ang mekanismo ng DNA pagtitiklop, sa kabila ng mataas na porsyento ng katumpakan ay palaging abala sa filament, na kung saan ay tinatawag na karamihan ay "gene mutations." Tungkol sa isang libong mga base na pares, mayroong isang pagkakamali na konvariantnaya tinatawag uulit.

Ito ay nangyayari para sa iba't ibang dahilan. Halimbawa, sa mataas o masyadong mababa concentrations ng nucleotides deaminasyon ng cytosine, pagkakaroon ng mutagens sa synthesis ng pareho. Sa ilang mga kaso, ang mga error ay maaaring naitama sa pamamagitan ng mga proseso ng repair sa iba pang mga pagwawasto ay magiging imposible.

Kung ang pinsala nakaapekto sa pagtulog espasyo, ng isang error ay hindi magkakaroon ng malubhang kahihinatnan kapag may DNA pagtitiklop proseso. Nucleotide pagkakasunod-sunod ng isang gene ay maaaring mangyari na may mating error. Pagkatapos ito ay hindi ang kaso, at isang negatibong resulta ay maaaring maging tulad ng kamatayan ng cell, at ang kamatayan ng buong organismo. Dapat din itong makitid ang isip sa isip na ang gene mutations ay ayon sa mga mutational pagbabagu-bago, na kung saan ay gumagawa ng mga gene pool ng plasticity.

methylation

Sa panahon ng synthesis, o kaagad pagkatapos na ito ay nangyayari methylation chain. Ito ay pinaniniwalaan na ang prosesong ito ay kinakailangan para sa isang tao upang bumuo ng chromosomes at umayos gene transcription. Sa prosesong ito bacteria ng DNA naglilingkod sa kanyang proteksyon laban sa pag-cut enzymes.