Mekanisme for DNA-replikasjon (forklart med diagrammer)

Mekanisme for DNA-replikasjon!

Hele prosessen med DNA-replikasjon kan diskuteres i mange trinn. Disse trinnene krever bruk av mer enn dusin enzymer og proteinfaktorer. Under semi-konservativ replikasjonsmodus foregår først avvikling av dobbelt helix.

Disse to trådene er lett separerbare fordi hydrogenbindingene som holder de to trådene er svært svake i motsetning til andre kjemiske bindinger. Når disse to strengene skiller seg ut, utgjør hver del av en streng den komplementære delen av den andre strengen.

To foreldresnorer skilles ikke helt, men åpnes på det som kalles replikasjonsgaffel. Som et resultat ville motsatt A, T passe, motsatt C; G ville komme og så videre. På grunn av denne prosessen vil nøyaktig nukleotidsekvens automatisk bli dannet.

Dermed oppstår regenerering av DNA-helix med en streng av original-helix som kombinerer med ferskt dannet komplement for å utgjøre et dobbeltstrenget DNA-molekyl. Denne typen replikering har også blitt kalt som glidelås duplisering. Den ovenfor diskuterte modusen for DNA-replikasjon senere bekreftet av eksperimenter av forskjellige typer.

Detaljer om DNA-replikasjon kan diskuteres under følgende overskrifter:

1. Aktivering av deoksyribonukleosider:

De fire nukleosidene av DNA, dvs. AMP, GMP, CMP og TMP, er funnet flytende fri i kjernen. De alle aktiveres av ATP for å danne deoksyribonukleosidtrifosfataser kalt ATP, GTP, CTP og TTP. Enzym som kreves ved dette trinnet er fosforylase og trinn kalles fosforylering.

2. Anerkjennelse av startpunkt:

På hvilket sted for DNA-molekylreplikasjon skal starte? Fra et bestemt tidspunkt starter avviklingen av DNA-molekylet. Dette bestemte punktet kalles startpunkt. For å identifisere initieringspunktet på DNA-molekylet er det nødvendig med spesifikke initiatorproteiner.

I virus og prokaryoter som bakterier, kan det bare være en opprinnelse av replikasjon. I eukaryoter med stort DNA-molekyl kan det være mange initieringspunkter (opprinnelse) for replikasjon som til slutt fusjonerer med hverandre.

3. Oppløsning av DNA-molekyl:

DNA-dobbeltspiralen avviker og uncoils i enkeltstrenger av DNA ved nedbrytning av svake hydrogenbindinger. Oppløsningen av helix er hjulpet av enzymhelicaser. Enzymer kalt topoisomeraser kuttes og knytter seg til en streng DNA som hjelper til med separasjon av DNA-helix.

Hvis to høyt interwinerte tau trekkes fra hverandre ved å bruke kraft, blir de to tauene av tau automatisk inter-vin så snart kraftpåføring stoppes. Og hvis en av strengene av inter-wined tau er kuttet, er spenningen lettet og to tråder ikke klarer å komme sammen.

Enzymer som topoisomeraser lindrer således spenningen av DNA-strenger og to strenger av helix separeres. På grunn av denne unzipping av dobbeltstrenget DNA dannes replikasjonsbobler som etterfølgende strekker seg som en Y-formet replikasjonsgaffel. I bakterier og mange DNA fager, er dette utvidet toveis.

4. Formasjon av RNA-primer:

DNA-rettet RNA-polymerase danner RNA-primeren. Det er relativt lettere å legge til på allerede eksisterende småkjede-kalt primer dannet fra DNA-mal (figur 6.17). Dette oppnås ved s5mthese av et kort segment av RNA primer.

Dette gir en 3'-hydroksyl-ende på sekvensen av ribonukleotider, til hvilken deoksyribonukleotider tilsettes. RNA-primeren fjernes i det siste enzymatisk og etterlater et gap i den nylig syntetiserte deoksyribonukleotidstrengen. Dette gapet må fylles ut.

Dannelse av nye DNA-kjeder:

Enzym-DNA-polymerasen kan bare polymerisere nukleotidene i 5'-3'-retning. DNA-polymerase er ansvarlig for den mal-rettede kondensering av deoksyribonukleotid

triphosphatases. Syntese av ny komplementær streng fortsetter fra 3'-OH-terminalen til primeren, noe som forårsaker forlengelse eller vekst i 5'-3'-retning.

Fordi de to strengene av DNA er i antiparallell retning, må de to strengene syntetiseres ved vekst som forekommer i motsatt retning. Tilsetningen av deoksyribonukleotider utføres ved DNA-polymerase i nærvær av ATP.

Enzymet syntetiserer en ny streng i et kontinuerlig stykke i 5 '-3' retning og kalles ledende streng. På den andre DNA-strengen danner enzymet DNA-fragmenter i små stykker igjen i 5'-3'-retning som initierer fra RNA-primer.

Primeren dannes ved hjelp av primasenzym. De små segmentene heter Okazaki-fragmenter. De knyttes sammen for å produsere en kontinuerlig datterstreng. Ved hjelp av DNA ligase "(sammenføyning)." Denne strengen heter laggingstreng.

Fjerning av RNA-primere:

Når de små biter av Okazaki-fragmenter er dannet, blir RNA-primer fjernet fra 5'-en en etter en ved eksonukleaseaktiviteten av DNA-polymerase.

Bevisavlesning og DNA-reparasjon:

Specificiteten av base pairing sikrer nøyaktig replikering. På en eller annen måte er det mulig at feil baser kan komme inn i en sjelden frekvens på en av 10.000. Disse feilaktig introduserte basene kan fjernes ved aktiviteten av enzym-DNA-polymerase.

Selv feil baser inngikk DNA-helix ved mutasjon (rømt ved korrekturlesingsmekanisme av DNA) kan identifiseres og korrigeres av reparasjonsenzymer. Disse reparasjonsenzymer (f.eks. Nukleaser) kutter av defeksjonssegmentet av DNA og introduserer og forbinder (ved enzymligase) det normale korrekte segmentet.

En annen skade som kan repareres skyldes UV-bestråling. I slike tilfeller danner pyrimidiner som tymin tymin dimer. Dannelsen av en slik dimer blokkerer replikasjonen. En slik defekt kan repareres enzymatisk, noe som beskytter det defekte TT-dinukleotidet. Defekten blir så repatchert ved enzymatisk innsetting av riktig nukleotid-komplement.