Cum apare replicarea ADN

ADN-ul este un depozit fiabil de informații genetice. Dar nu numai că trebuie să fie păstrată în siguranță, ci și transmisă puilor. Supraviețuirea speciei depinde de aceasta. La urma urmei, părinții trebuie să dea copiilor tot ce au obținut în cursul evoluției. Înregistrează totul: de la numărul de membre până la culoarea ochilor. Desigur, această informație este mult mai mică pentru microorganisme, dar trebuie, de asemenea, să fie transmisă. Pentru aceasta, celula este împărțită. Pentru a obține informațiile genetice pentru ambele celule fiice, trebuie dublat, acest proces fiind numit "replicarea ADN". Apare înainte de diviziunea celulară, indiferent de care. Poate fi o bacterie care a decis să se înmulțească. Sau ar putea fi o creștere a unei piele noi în loc de o tăietură. Procesul de dublare a acidului deoxiribonucleic ar trebui să fie clar reglementat și finalizat înainte de începerea diviziunii celulare.

În cazul în care există o dublare

Replicarea ADN are loc direct în nucleu (în eucariote) sau în citoplasmă (în procariote). Acidul nucleic constă în nucleotide - adenină, timină, citozină și guanină. Ambele lanțuri ale moleculei sunt construite pe principiul complementarității: adenina într-un lanț corespunde timinei și guaninei - citozinei. Dublarea moleculei trebuie să treacă în așa fel încât principiul complementarității să fie păstrat în spiralele fiice.

Originea replicării este inițierea

Acidul deoxiribonucleic este o spirală dublu catenară. Replicarea ADN are loc prin completarea lanțurilor copilului pentru fiecare lanț părinte. Pentru a face această sinteză posibilă, spiralele trebuie să fie "desfăcute", iar lanțurile separate unul de celălalt. Acest rol este realizat de Helicase - dezvăluie spirala acidului dezoxiribonucleic, care se rotește la viteză mare. Începutul dublării ADN-ului nu poate începe din nici un loc, un proces atât de complex necesită o anumită zonă a moleculei - locul de inițiere a replicării. După ce punctul inițial de dublare a fost determinat și heliciile și-au început activitatea de dezrădăcinare a spiralei, firele de ADN se abat de la laturi, formând o furculiță replicativă. ADN-polimeraze sunt depuse pe ele. Ei vor sintetiza lanțurile copilului.

Într-o moleculă de acid deoxiribonucleic, pot fi formate între 5 și 50 de dopuri replicative. Sinteza lanțurilor fiice apare simultan în mai multe părți ale moleculei. Dar nu este ușor să se completeze nucleotidele complementare. Nucleul acidului nucleic este antiparalel unul față de celălalt. Orientarea diferită a lanțurilor parentale afectează dublarea, ceea ce a determinat un mecanism complex al replicării ADN-ului. Una dintre lanțuri este completată de copil în mod continuu și este numită cea mai importantă. Este corect, deoarece este foarte convenabil pentru o polimerază să atașeze o nucleotidă liberă la capătul 3'-OH al celui precedent. O astfel de sinteză se realizează în mod continuu, spre deosebire de procesul din al doilea lanț.

Lanțul întârziat, fragmente de O'Kazaki

Cu celălalt lanț, există complicații, deoarece există un 5'-capăt liber, la care este imposibil să atașați o nucleotidă liberă. Apoi, polimeraza ADN-ului acționează pe cealaltă parte. Pentru a completa lanțul copilului, este creat un grund, complementar lanțului părinte. Se formează la cea mai replicativă furculiță. Din aceasta, sinteza unei mici piese începe, dar deja de-a lungul căii "drepte" - atașarea nucleotidelor are loc la capătul 3 '. Astfel, realizarea lanțului în cea de-a doua fiică fiică are loc intermitent și are o direcție opusă mișcării furcii replicative. Aceste fragmente s-au numit fragmente O'Kazaki, au lungimea de aproximativ 100 de nucleotide. După ce fragmentul a fost finalizat la piesa finită anterior, primii sunt tăiați cu o enzimă specială, locul tăierii este umplut cu nucleotide lipsă.

terminare

Dublarea este încheiată când ambele lanțuri și-au terminat propriile copii și toate fragmentele lui O'Kazaki sunt cusute împreună. În eucariote, replicarea ADN se termină când furculițele replicative se întâlnesc unul cu celălalt. Și în procariotes această moleculă este circulară, iar procesul de dublare are loc fără o pauză prealabilă în lanț. Se pare că tot acidul deoxiribonucleic este un mare replicon. Și dublarea se termină atunci când furculițele replicative se întâlnesc pe partea opusă a inelului. După terminarea replicării, ambele lanțuri de acid dezoxiribonucleic parental trebuie să fie legate înapoi, după care cele două molecule se răsucesc pentru a forma supercoili. Mai mult, metilarea ambelor molecule de ADN prin adenină are loc în secțiunea -GATZ. Aceasta nu deconectează lanțurile și nu interferează cu complementaritatea lor. Acest lucru este necesar pentru plierea moleculelor în cromozomi, precum și pentru reglarea citirii genei.

Viteza și acuratețea replicării

A doua etapă a dublării ADN (alungire) trece la o rată de aproximativ 700 nucleotide pe secundă. Dacă ne amintim că sunt necesare 10 perechi de monomeri pentru o întoarcere cu acid nucleic, atunci se pare că în timpul "dezintegrării" molecula se rotește la o frecvență de 70 de rotații pe secundă. Pentru comparație: viteza de rotație a răcitorului în unitatea de sistem a calculatorului este de aproximativ 500 rpm. Dar, în ciuda ratelor ridicate, ADN polimeraza nu este aproape niciodată greșită. La urma urmei, ea alege doar nucleotide complementare. Dar chiar dacă face o greșeală, ADN polimeraza o recunoaște, face un pas înapoi, rupe monomerul greșit și o înlocuiește cu cea potrivită. Mecanismul replicării ADN-ului este foarte complicat, dar am putea dezasambla punctele principale. Este important să se înțeleagă semnificația sa atât pentru microorganisme, cât și pentru creaturi multicelulare.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare