Что такое ветвь репликации?



вилка репликации это точка, в которой происходит репликация ДНК, она также называется точкой роста. Он имеет форму Y, и в процессе репликации шпилька смещается молекулой ДНК..

Репликация ДНК - это клеточный процесс, который включает в себя дублирование генетического материала в клетке. Структура ДНК представляет собой двойную спираль, и для того, чтобы воспроизвести ее содержимое, она должна быть открыта. Каждая из цепей будет частью новой цепи ДНК, поскольку репликация является полуконсервативным процессом.

Вилка репликации формируется как раз между соединением между недавно отделенными цепочками матриц или матриц и дуплексной ДНК, которая еще не была продублирована. При инициации репликации ДНК одна из цепей может быть легко продублирована, в то время как другая цепочка сталкивается с проблемой полярности.

Фермент, ответственный за полимеризацию цепи - ДНК-полимераза - синтезирует только цепь ДНК в направлении 5'-3 '. Таким образом, одна нить является непрерывной, а другая подвергается прерывистой репликации, генерируя фрагменты Оказаки.

индекс

  • 1 Репликация ДНК и репликационная вилка
    • 1.1 Однонаправленная и двунаправленная репликация
    • 1.2 Участвующие ферменты
    • 1.3 Начало репликации и формирование форка
    • 1.4 Удлинение и движение вилки
    • 1.5 Прекращение
  • 2 Репликация ДНК является полуконсервативной
  • 3 проблема полярности
    • 3.1 Как работает полимераза?
    • 3.2 Производство фрагментов Оказаки
  • 4 Ссылки

Репликация ДНК и репликационная вилка

ДНК - это молекула, которая содержит необходимую генетическую информацию обо всех живых организмах, за исключением некоторых вирусов..

Этот огромный полимер, состоящий из четырех различных нуклеотидов (A, T, G и C), находится в ядре эукариот, в каждой из клеток, которые составляют ткани этих существ (за исключением зрелых эритроцитов млекопитающих, у которых отсутствует ядра).

Каждый раз, когда клетка делится, ДНК должна реплицироваться, чтобы создать дочернюю клетку с генетическим материалом..

Однонаправленная и двунаправленная репликация

Репликация может быть однонаправленной или двунаправленной, в зависимости от формирования форка репликации в точке происхождения.

Логично, что в случае репликации в одном направлении формируется только одна ветвь, а при двусторонней репликации - две вилки..

Вовлеченные ферменты

Для этого процесса необходим сложный ферментативный механизм, который работает быстро и может точно копировать ДНК. Наиболее важными ферментами являются ДНК-полимераза, ДНК-примаза, ДНК-геликаза, ДНК-лигаза и топоизомераза..

Начало репликации и формирования форка

Репликация ДНК не начинается в любом случайном месте в молекуле. Есть определенные области в ДНК, которые отмечают начало репликации.

У большинства бактерий бактериальная хромосома имеет единственную отправную точку, обогащенную AT. Эта композиция логична, поскольку она облегчает открытие области (пары AT соединены двумя водородными мостиками, а пара GC - тремя).

Когда ДНК начинает открываться, образуется Y-образная структура: репликационная вилка.

Удлинение и движение вилки

ДНК-полимераза не может начать синтез дочерних цепей с нуля. Вам нужна молекула с 3'-концом, чтобы у полимеразы было место, где начать полимеризацию..

Этот свободный 3 'конец представлен небольшой молекулой нуклеотидов, называемой праймером или праймером. Первый действует как своего рода крючок для полимеразы.

С ходом репликации репликационная вилка способна перемещаться по ДНК. Шаг вилки репликации оставляет две однозонные молекулы ДНК, которые управляют образованием двухзонных дочерних молекул.

Вилка может продвигаться благодаря действию ферментов геликазы, которые раскручивают молекулу ДНК. Этот фермент разрушает водородные связи между парами оснований и позволяет перемещать вилку.

завершение

Репликация прекращается, когда две вилки находятся при 180 ° C от источника.

В этом случае мы говорим о том, как протекает процесс репликации в бактериях, и необходимо выделить весь процесс кручения кольцевой молекулы, который включает репликацию. Топоизомеразы играют важную роль в раскручивании молекулы.

Репликация ДНК является полуконсервативной

Задумывались ли вы, как репликация происходит в ДНК? То есть из двойной спирали должна возникать еще одна двойная спираль, но как это происходит? В течение нескольких лет этот вопрос оставался открытым для биологов. Может быть несколько перестановок: две старые нити вместе и две новые вместе или новая нить и старая, чтобы сформировать двойную спираль.

В 1957 году на этот вопрос ответили исследователи Мэтью Мезельсон и Франклин Шталь. Модель репликации, предложенная авторами, была полуконсервативной.

Мезельсон и Шталь утверждают, что результатом репликации являются две двухцепочечные молекулы ДНК. Каждая из полученных молекул состоит из старой цепи (от матери или исходной молекулы) и новой синтезированной новой цепи..

Проблема полярности

Как работает полимераза?

Спираль ДНК образована двумя цепочками, которые идут антипараллельно: одна идет в направлении 5'-3 ', а другая 3'-5'.

Наиболее важным ферментом в процессе репликации является ДНК-полимераза, которая отвечает за катализирование связывания новых нуклеотидов, которые будут добавлены в цепь. ДНК-полимераза может удлинять цепь только в направлении 5'-3 '. Этот факт препятствует одновременному дублированию цепочек в ветке репликации.

Почему? Добавление нуклеотидов происходит на свободном конце 3 ', где обнаружена гидроксильная группа (-ОН). Таким образом, только одна из цепей может быть легко амплифицирована путем терминального добавления нуклеотида к 3 'концу. Это называется проводящей или непрерывной жилой.

Изготовление фрагментов Оказаки

Другая цепь не может удлиняться, потому что свободный конец 5 ', а не 3', и никакая полимераза не катализирует добавление нуклеотидов к 5 'концу. Задача решается путем синтеза нескольких коротких фрагментов (от 130 до 200 нуклеотидов), каждый в нормальном направлении репликации от 5 'до 3'.

Этот прерывистый синтез фрагментов заканчивается объединением каждой из частей, реакцией, катализируемой ДНК-лигазой. В честь исследователя этого механизма, Рейджи Окадзаки, синтезированные небольшие сегменты называются фрагментами Окадзаки..

ссылки

  1. Альбертс Б., Брей Д., Хопкин К., Джонсон А.Д., Льюис Дж., Рафф М., ... и Уолтер П. (2015). Основная клеточная биология. Гирлянда Наука.
  2. Cann, I.K. & Ishino, Y. (1999). Репликация архейной ДНК: определение частей для решения головоломки. генетика, 152(4), 1249-67.
  3. Купер Г. М. и Хаусман Р. Э. (2004). Клетка: Молекулярный подход. Медицинская Наклада.
  4. Garcia-Diaz, M. & Bebenek, K. (2007). Множество функций ДНК-полимераз. Критические обзоры в науках о растениях, 26(2), 105-122.
  5. Левин Б. (2008). гены IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Щербакова П.В., Бебенек К. и Кункель Т.А. (2003). Функции эукариотических ДНК-полимераз. SAGE KE науки, 2003(8), 3.
  7. Steitz, T.A. (1999). ДНК-полимеразы: структурное разнообразие и общие механизмы. Журнал биологической химии, 274(25), 17395-17398.
  8. Уотсон, Дж. Д. (2006). Молекулярная биология гена. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Beard, W.A., Pedersen, L.G. & Wilson, S.H. (2013). Структурное сравнение архитектуры ДНК-полимеразы предполагает наличие нуклеотидных ворот к активному сайту полимеразы.. Химические обзоры, 114(5), 2759-74.