Mekanism för DNA-replikation (förklarad med diagram)

Mekanism för DNA-replikation!

Hela processen med DNA-replikation kan diskuteras under många steg. Dessa steg kräver användning av mer än dussin enzymer och proteinfaktorer. Under semi-konservativ replikationssätt först sker avveckling av dubbelhelikix.

Dessa två strängar är lätt separerbara eftersom vätebindningarna som håller de båda strängarna är mycket svaga i motsats till andra kemiska bindningar. När dessa två strängar skiljer sig ut utgör varje del av en sträng den komplementära delen av andra strängen.

Två föräldrasträngar skiljer sig inte helt, men öppnas på det som kallas replikationsgaffel. Som ett resultat skulle motsatsen A passa, motsatt C; G skulle komma och så vidare. På grund av denna process bildas exakt nukleotidsekvens automatiskt.

Således uppträder regenerering av DNA-helix med en sträng av original-helix som kombinerar med nybildat komplement för att bilda en dubbelsträngad DNA-molekyl. Denna typ av replikering har också kallats för blixtlåsning. Det ovan beskrivna sättet för DNA-replikation senare verifieras med experiment av olika slag.

Detaljer om DNA-replikering kan diskuteras under följande rubriker:

1. Aktivering av deoxiribonukleosider:

De fyra nukleosiderna av DNA, dvs AMP, GMP, CMP och TMP, finns flytande fria i kärnan. De alla aktiveras av ATP för att bilda deoxiribonukleosidtrifosfataser som kallas ATP, GTP, CTP och TTP. Enzym som krävs vid detta steg är fosforylas och steg kallas fosforylering.

2. Erkännande av inledande punkt:

Vid vilken plats för DNA-molekylreplikation bör starta? Från en viss punkt börjar avveckling av DNA-molekylen. Denna specifika punkt kallas startpunkt. För att identifiera initieringspunkten på DNA-molekylen krävs specifika initiatorproteiner.

I virus och prokaryoter som bakterier kan det finnas bara ett replikationsställe. I eukaryoter med stor DNA-molekyl kan det finnas många initieringspunkter (ursprung) för replikation som slutligen sammanfogar varandra.

3. Avveckling av DNA-molekylen:

DNA-dubbelspiralen avvecklar och slår samman i enskilda DNA-strängar genom nedbrytning av svaga vätebindningar. Avlindning av helix hjälper till med enzymhelicaser. Enzymer som kallas topoisomeraser skärs och förenas med en DNA-sträng som hjälper separeringen av DNA-helix.

Om två högkorsade linor dras ihop genom att applicera kraft, kopplas de två trådsträngarna automatiskt till vin så snart kraftpåverkan stoppas. Och om en av trådarna av inter-wined rep är skuren, är spänningen lättad och två strängar misslyckas att komma ihop.

Enzymer som topoisomeraser lindrar således spänningen av DNA-strängar och två strängar av spiral separeras. I själva verket bildas replikationsbubblor på grund av denna unzippning av dubbelsträngad DNA, som därefter sträcker sig som en Y-formad replikationsgaffel. I bakterier och många DNA-fager är denna förlängning dubbelriktad.

4. Formation av RNA-primer:

Det DNA-riktade RNA-polymeraset bildar RNA-primern. Det är jämförelsevis lättare att lägga till på redan existerande småkedjesymboler som bildats från DNA-mall (fig 6.17). Detta åstadkommes genom s5mtes av ett kort segment av RNA-primer.

Detta ger en 3'-hydroxyländ på sekvensen av ribonukleotider, till vilken deoxiribonukleotider tillsättes. RNA-primeren avlägsnas i slutändan enzymatiskt och lämnar ett gap i den nyligen syntetiserade deoxiribonukleotidsträngen. Denna lucka måste fyllas i.

Bildandet av nya DNA-kedjor:

Enzym-DNA-polymeras kan polymerisera nukleotiderna endast i 5'-3'-riktning. DNA-polymeras är ansvarig för den mallriktade kondensationen av deoxiribonukleotid

triphosphatases. Syntes av ny komplementär sträng fortskrider från primerns 3'-OH-terminus, vilket orsakar förlängning eller tillväxt i 5'-3'-riktning.

Eftersom de två strängarna av DNA är i antiparallell riktning, måste de två strängarna syntetiseras genom tillväxt som förekommer i motsatt riktning. Tillsatsen av deoxiribonukleotider görs genom DNA-polymeras i närvaro av ATP.

Enzymet syntetiserar en ny sträng i en kontinuerlig bit i 5 '-3' riktning och kallas ledande sträng. På den andra DNA-strängen bildar enzymet DNA-fragment i små bitar igen i 5'-3'-riktning som initierar från RNA-primer.

Primeren bildas med hjälp av primasenzym. De små segmenten heter Okazaki-fragment. De förenas för att skapa en kontinuerlig dottersträng. Med hjälp av DNA-ligas "(sammanfogning)." Denna sträng kallas förslagen sträng.

Avlägsnande av RNA-primers:

När de små bitarna av Okazaki-fragment har bildats, avlägsnas RNA-primer från 5'-änden en efter en genom DNA-polymeras exonukleasaktivitet.

Bevisläsning och DNA-reparation:

Specificiteten av basparning säkerställer exakt replikering. På något sätt är det möjligt att fel baser kan komma in i en sällsynt frekvens av en på 10.000. Dessa felaktigt introducerade baser kan avlägsnas genom aktiviteten av enzym-DNA-polymeras.

Även de felaktiga baserna som kom in i DNA-helix genom mutation (släpptes av DNA-testmekanismens testläsning) kan identifieras och korrigeras av reparationsenzymer. Dessa reparationsenzymer (t.ex. nukleaser) skär av DNA-avdelningen av DNA och introducera och ansluta (genom enzymligas) det normala korrekta segmentet.

En annan skada som kan repareras beror på UV-bestrålning. I sådana fall bildar pyrimidiner som tymin tymindimer. Bildandet av en sådan dimer blockerar replikationen. En sådan defekt kan repareras enzymatiskt vilket exciserar den defekta TT-dinukleotiden. Defekten repatcheras därefter genom enzymatisk införing av korrekt nukleotid komplement.