Stortrinn involvert i mekanismen for DNA-replikasjon

Prosessen med DNA-replikasjon er mye komplisert. De viktigste trinnene i prosessen er som følger:

Under denne prosessen er det nødvendig med en rekke enzymer for å ta vare på ulike trinn. DNA-replikasjonen i prokaryotiske celler (bakterier) starter ved et enkelt punkt kjent som replikasjonsstart, og beveger seg toveis.

Image Courtesy: cnx.org/content/m46073/latest/0323_DNA_Replication.jpg

På den annen side er det i eukaryote celler flere opprinnelsespunkter på lengden av DNA per kromosom.

Det første kravet før noen form for syntese er å koble den doble helixen av DNA, slik at de to strengene blir fri til å fungere som maler.

Denne funksjonen av avvikling av dobbelt helix utføres av enzymet helikase, som unzips de to strengene som begynner på opprinnelsesstedet.

Så snart avviklingen finner sted, knytter andre proteiner som kalles enkeltstrengede bindingsproteiner, sammen med enkle tråder og gjør denne tilstanden stabil.

Oppløsningen skaper også en spolingspenning foran forflyttingsgaffelen, en struktur som vil bli dannet når DNA-replikering begynner.

Spolingsspenningen som oppstår ved avvikling av dobbelt helix, reduseres av enzymer kjent som topoisomeraser.

Et av de viktigste DNA-syntetiserende enzymet er DNA-polymerase III. Dette enzymet sammen med andre DNA-polymeraser (dvs. I og II) kan forlenge en eksisterende DNA-streng, men kan ikke initiere syntese av DNA.

Alle de ovennevnte tre DNA-polymeraser (dvs. I, II og III) virker kun i 5 'til 3' retning for DNA-polymerisering og har 5'-3'-retning for exonukleaseaktivitet.

For å initiere DNA-syntese syntetiseres et lite segment av RNA, kjent som RNA-primer komplementært til mal-DNA, av en unik RNA-polymerase kjent som primase.

Det er til denne RNA-primeren at DNA-polymerase III tilsetter 5'-deoksyribonukleotider og strekker DNA.

Et problem oppstår når to DNA-strenger løper mot hverandre og DNA-polymerase III kan bare virke i 5'-> 3'-retning. Dette problemet er løst som følger:

Mens på den ene strengen går DNA-syntesen kontinuerlig i 5'-> 3'-retning, på den andre strengen, syntetiseres DNA i små strekker som resulterer i diskontinuerlig DNA-syntese.

Denne prosessen skjer i motsatt retning til den første streng, men opprettholder den samlede 5'3'-retningen etter behov, og en slik prosess kalles iblant semi-diskontinuerlig replikasjon.

De korte strekkene av DNA, hver primet av RNA, kalles Okazaki-fragmenter, oppkalt etter japansk forsker som oppdaget dem.

Deretter fjernes RNA-primere, og gapet fylles av DNA-syntese. Begge disse trinnene utføres av DNA-polymerase I.

Nå er Okazaki-fragmentene forseglet av enzymligasen.

Strengen som støtter den kontinuerlige DNA-syntese er den ledende strengen, og en som er replisert i korte strekker kalles den laggende streng.

Prosessen med DNA-replikasjon sikrer nøyaktigheten for å opprettholde nukleotidsekvensen av det opprinnelige DNA.

DNA-syntese er langsommere i eukaryoter, da større DNA må replikeres.

De generelle trinnene med DNA-replikasjon er liknende både i eukaryoter og prokaryoter.