Înainte de un studiu detaliat al procesului de asamblare a unei polinucleotide (adică constând dintr-o multitudine de nucleotide) din lanțul ADN, merită să ne amintim că este o nucleotidă separată. Diagrama din dreapta arată o citozină constând din:
- baza de azot (în partea dreaptă a diagramei, atomii de azot sunt marcați în albastru), care este partea codificatoare a nucleotidei. Acesta este ceea ce distinge o nucleotidă de alta.
- zahar din deoxiriboză. Atomii de carbon care formează deoxiriboză sunt numerotați.
- grupa fosfat (portocaliu-roșu în stânga).
Zahar și fosfat sunt părți non-codificatoare ale nucleotidei, funcția lor fiind de a crea un cadru ADN. Este cu ei că ADN polimerazele funcționează, creând legături între nucleotide.
În orice celulă, există mai multe tipuri de ADN polimeraze care diferă în funcție de două grupuri:
1. capabile să efectueze sinteza unui fragment mare de ADN polimerază implicată în replicarea ADN. Aceleași enzime sunt de asemenea utilizate în procesul de reparare. sau repararea unui sit ADN deteriorat de mult, deoarece acestea sunt capabile să re-creeze o parte a lanțului de energie regenerabilă. Uneori acest grup de ADN-polimeraze se numește ADN-replicaze. În viitor, ADN polimerazele fără calificare vor fi numite enzime excretoare din acest prim grup.
2. polimeraze ADN auxiliare sunt implicate în procesele de replicare și reparație "pe roluri secundare". Unele dintre ele sunt capabile să repare deteriorarea ADN-ului cu câteva nucleotide în mărime, altele sunt necesare pentru a elimina problemele care apar în timpul replicării. De exemplu, după ce se împiedică deteriorarea matricei ADN, furculița replicativă se oprește și una din polimerazele ADN auxiliar își reia mișcarea. O polimerază secundară AD a polimerazei în eucariote conține o primază, deci scopul acesteia este de a crea un primer pentru sinteza ulterioară a lanțului prin ADN polimeraza din primul grup.
Diagrama din stânga arată atașamentul nucleotidului din partea de jos a imaginii până la sfârșitul lanțului deja existent. Atunci când se formează un lanț polinucleotidic, fiecare nucleotidă este atașată la grupa sa anterioară fosfat, înlocuind cu aceasta deoxiriboză pentru a atașa următoarea grupare. Prin urmare, pe de o parte, un astfel de lanț se termină în deoxiriboză proeminentă, mai precis, chiar suspendată la al treilea atom de carbon de către gruparea hidroxil (-OH). Aici se va atașa următoarea nucleotidă, prin urmare, un astfel de capăt terminat de un capăt deoxiribozic liber se numește capătul 3 'al lanțului ADN. Celălalt capăt al moleculei se termină cu fosfatul ultimei nucleotide atașate celui de-al cincilea atom de carbon al dezoxiribozelor. Este desemnat drept capătul 5 '.
Fără excepție, ADN polimerazele nu pot funcționa la capătul 5 'al catenei ADN. Ei pot atașa o nouă nucleotidă numai la capătul 3 '. Prin urmare, lanțul copilului este întotdeauna construit în direcția de la capătul 5 'până la capătul 3'. ADN polimeraza leagă atomul de fosfor al grupării fosfat a noului „cărămidă“ la un atom de oxigen al nucleotidice dezoxiriboză trecută într-un lanț, tăierea „exces“ de atomi de hidrogen și oxigen care formează ca rezultat al moleculei de apă. Legătura rezultată a grupului fosfat cu deoxiriboză se numește fosfodiester. Se utilizează, de asemenea, în construcția moleculelor de ARN.
Din capitolul 28, deja știți că crearea de lanțuri fiice pe două fire de ADN matrice disjuncte are loc simultan. Și poate ați observat că acest proces este adesea descris ca în imaginea de mai jos: una dintre lanțurile ADN intercalate este întinsă pe o linie, iar cealaltă este îndoită de o buclă.
Pentru fiecare dintre catenele șablon de polimerază ADN se mută de la capătul 3 '(în acest caz, ar fi mai potrivit pentru a apela 3 „-«început») la capătul 5', construind adăugări lanț filială antiparalel care începe cu capătul 5 'și reumple care sunt atașate la capătul 3 'al nucleotidelor. Prin urmare, se înțelege că numai unul din lanțul ADN polimerazei părinte poate deplasa de la ei „3 -«început»la 5'-terminal prin atașarea de nucleotide ca helicases le decuplează de-al doilea circuit de matrice.
Cu cel de-al doilea lanț, totul se dovedește a fi mai dificil: nu poate fi considerat ca fiind începutul și construit până la capăt, pentru că în loc de 3 '- "începutul" există capătul 5'. Direcția de replicare de-a lungul acestui lanț este opusă direcției de desprindere. Acesta este motivul pentru care o parte a acestui lanț întârziat începe să fie construită numai atunci când o porțiune semnificativă a lanțului de matrice este deja "obosită":
=) primayza creează o sămânță în apropierea helicazei, dar nu o urmează, ci în direcția opusă. În diagrama de mai sus, primaza este trasată doar în acest loc: el a stabilit deja prima nucleotidă a sămânței și a atașat al doilea de la capătul 3 'la acesta.
=) pe primerul sau primerul, ADN-polimeraza sta in jos si completeaza catena fiica pana intalneste o helix dublu gata realizata. Cel mai adesea, această spirală este rezultatul unui pasaj anterior de-a lungul lanțului întârziat al primasei și ADN polimerazei care a construit secțiunea anterioară a lanțului fiică. Schema de mai sus arată modul în care această polimerază ADN construiește capătul 3 'al fragmentului lanțului de întârziere, care va ajunge în curând la primerul fragmentului anterior. Lanțul întârziat este construit dintr-un set de astfel de secțiuni ADN + ADN, numite fragmente Okazaki. În bacterii, fragmentele Okaaki au o lungime de aproximativ o mie de nucleotide, iar în eucariote este de aproximativ o sută.
=) Atingerea primerul format din ribonucleotide, ADN polimerază mamifer dislocuit cu lanțul părinte, construirea adăugări ADN plin. Confruntându-deoxiribonucleotide, este detașat de ADN-ul si sare la mai aproape de nucleotidă grund helicazei umple golul dintre ele doar construit porțiune de circuit filială. În prokaryotes, fragmentele de construcție ale ADN polimerazei nu sunt capabile să înlocuiască primerul și să părăsească ADN-ul, lăsând primerul în loc. O polimerază AD a polimerazei I a prokariotelor funcționează împreună cu aceasta, capabilă să taie ribonucleotide, în timp ce le înlocuiește cu deoxiribonucleotide.
=) semințele deplasate sunt repede tăiate din ADN-ul mamiferelor de către alte enzime, după care rămâne un spațiu între sfârșitul unui fragment din Okaucas și începutul celuilalt. Diferența nu este absența unuia sau a două nucleotide, dar absența unei legături între fiecare fosfat și deoxiriboză ale membrilor lanțului vecin. Acest decalaj "sigilează" ADN ligaza. al cărui rol nu se limitează la această participare la procesul de replicare. Lanțurile de ADN sunt deteriorate periodic, incluzând astfel de lacune între nucleotide sau nicks. Prin urmare, liganzii ADN deseori "inspectează" ADN-ul celulei, corectând leziunile. Diagrama din dreapta arată că declanșează aceeași reacție chimică ca polimeraza ADN în creșterea lanțului fiicei. În sinteza ADN procariot, după înlocuirea primerului cu deoxiribonucleotide, se formează un spațiu similar între fragmentele din Okaçaka. Se elimină prin ligază ADN prokaryotic.
Astfel, în ciuda construirii lanțurilor de conducere și întârzieri în direcții opuse, acestea sunt construite simultan. Iar legătura ADN-ligază rezultată a numeroaselor fragmente din Ocaca create de enzimele care intră în mod repetat în lanțul mamei, lanțul întârziat nu este diferit de lanțul de conducere, crearea a cărei rezultat a fost un proces mai simplu.
După citirea acestui capitol și a capitolului anterior al liniei genetice, sunteți deja familiarizați cu unele organele de replici:
=) Helicase, interconectând lanțul de matrice
=) Proteinele SSB care dețin lanțuri netratați într-o stare gata de replicare
=) primima, începând să construiască un lanț copil
=) ADN polimeraze care efectuează activitatea de bază a creării acestui lanț
=) ADN ligază, care conectează secțiuni separate ale lanțului construit.
Aceste organele pot fi numite părțile principale ale replică. Funcțiile altor organele sunt la fel de importante pentru replicarea reușită:
=) enzima topoizomerazei intră în replică. Poate schimba gradul de răsucire a helixului ADN. Diferite tipuri de topoizomeraze sunt necesare în afara procesului de replicare pentru a menține firele ADN într-o stare stabilă: dacă spirala este excesiv sau nu suficient de răsucite, ea poate duce ușor la deteriorarea acesteia. Unul dintre tipurile de topoizomeraze este parte a repliomului: este specializat în menținerea unui grad normal de răsucire a porțiunii de ADN care precede helikase-ul fiind dezlipit.
Pentru a înțelege ce se întâmplă atunci când derularea celor două forme de elice directii de actiune ale ADN-ului, se poate lua o funie impletita din două fibre (cele pe care le folosesc pentru legarea ramuri ale TUI de lamaie overhanging potecă), și începe să-l untwist, preluând o singură fibră în fiecare mână și se întinde le deoparte. Aproape imediat, partea care constă din două filamente răsucite coarda va începe încercarea de a compensa pentru derularea, și chiar și în acest caz, se produce o separare în punctul „răsucite“ care previne destrămare în continuare a fibrelor. Și dacă coarda este lungă, atunci răsucirea va ajunge repede într-o asemenea măsură încât frânghia încetează în general să se relaxeze. Trăgînd la capetele cablului a fost confuz, puteți estima cu ușurință importanța de lucru pentru a preveni răsucirea ADN-ului în timpul replicării. Topoizomeraza eucariotă care efectuează această funcție se numește ADN girază.
=) pe fiecare lanț de matrice de ADN există o clemă. Este capabil să alunece de-a lungul acestui lanț, la care este atașată ADN polimeraza. În total, replicozomul conține două cleme, câte unul pentru fiecare lanț în construcție.
=) Ambele cleme se deschid, se suprapun pe lanț și se face clic pe o clemă mai tare. atașat la lanțul de desfășurare al ADN-ului matricei helix. În clemă lanț de conducere se aplică o singură dată, dar construcția circuitului lagging necesită o participare continuă Clamp-Loder el atașează clema la începutul fiecărei fragmente Okazaki (figura 1), elimină-l când fragmentul completat (Figura 3), și transferuri la începutul fragmentului următor (Figura 4).
Ei bine, atunci. rezumăm cele două capitole care descriu reproducerea ADN-ului manualului:
1. polimerază Toate ADN capabile să producă o catenă de ADN într-o singură direcție numai prin atașarea unui nou grup de fosfat nucleotidă la capătul 3 'al lanțului fiind construit. Deoarece catene complementare care cuprind molecula de ADN, în direcții opuse (capătul 5“al unuia este conectat la un alt lanț capătul 3 '), sinteza și subsidiare circuitelor asupra lor merge în direcții opuse. Astfel, pe porțiunea unwound a unei sinteze în lanț (lider) este continuă, iar celălalt (întârziate) sunt fragmente Okazaki individuale construite în direcția opusă derularea lanțurilor matricei, adică „înapoi“. Creșterea în fragmente de Okaucas pare să fie capătul 3 ', precum și în lanțul de conducere.
2. Fragmente noi de lanț de ADN sintetizate conțin întotdeauna mai multe ribonucleotide la capătul 5 '. Acest ARN-primer creează enzimă primaza special, care poate fi un replisome organelle separat (procariote) sau poate fi o subunitate auxiliară a ADN polimerazei (la animale). Se crede că utilizarea primase explică originea mecanismul de replicare ADN-polimerazei ARN capabile să sintetizeze exclusiv ARN. Există, de asemenea, o explicație funcțională pentru existența primeri: la momentul inițierii sintezei este mai mare probabilitatea de erori, astfel încât primul set din nucleotide în lanț, este de dorit să se distingă de restul lanțului nou produs. Utilizarea ribonucleotide permite recunoașterea cu precizie a semințelor, eliminarea lor și aplicarea ulterioară a plasturelui a deoxiribonucleotidele pe golul format în lanțul de ADN.
3. În replicare implică o mulțime de organele, iar animația 3D face posibilă văzarea lor în acțiune:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: