ШТА ЈЕ ВИЛИЦА ЗА РЕПЛИКАЦИЈУ? - БИОЛОГИЈА - 2025

Репликација виљушка је тачка у којој се јавља ДНК репликација, се назива тачка раста. Има облик И, а како се одвија репликација, укосница се креће кроз молекулу ДНК.

Репликација ДНК је ћелијски процес који укључује дуплирање генетског материјала у ћелији. Структура ДНК је двострука спирала, а да би реплицирао њен садржај, мора се отворити. Свака нит ће бити део новог ланца ДНК, јер је репликација полуконзервативни процес.

Извор: Масур заснован на Глуону (шпанска верзија Алејандро Порто)

Вилица за репликацију формира се тачно између спајања ново раздвојених шаблона или нити шаблона и дуплексне ДНК која још увек није дуплирана. Када започиње репликацију ДНК, један од ланаца може се лако умножити, док се други ланац суочава са проблемом поларности.

Ензим који је задужен за полимеризацију ланца - ДНК полимераза - синтетизује само ДНК ланац у 5'-3 'правцу. Стога је један прамен непрекидан, а други подлеже поновљеној репликацији, стварајући Оказаки фрагменте.

ДНК репликације и репликацијске вилице

ДНК је молекул који чува потребне генетске информације за све живе организме - са изузетком неких вируса.

Овај огромни полимер састављен од четири различита нуклеотида (А, Т, Г и Ц) налази се у језгру еукариота, у свакој од ћелија које чине ткива ових бића (осим у зрелим црвеним крвним ћелијама сисара, којима недостаје језгро).

Сваки пут када се ћелија дели, ДНК мора да се реплицира како би створила ћерку ћелију са генетским материјалом.

Једносмјерна и двосмјерна репликација

Репликација може бити једносмјерна или двосмјерна, зависно од формирања вилице за репликацију на мјесту настанка.

Логично је да се у случају репликације у једном правцу формира само један прамен косе, док се код двосмерне репликације формирају два укосница.

Ензими су укључени

За овај процес је потребна сложена ензимска машина која брзо делује и која може тачно копирати ДНК. Најважнији ензими су ДНК полимераза, ДНК примаза, ДНА хеликаза, ДН лигаза и топоизомераза.

Почетак репликације и формирање длачица

Репликација ДНК не почиње ни на једном случајном месту у молекули. Постоје специфичне регије у ДНК које означавају почетак репликације.

У већини бактерија бактеријски хромозом има јединствену почетну тачку богату АТ-ом. Овај састав је логичан, јер олакшава отварање регије (АТ парови су спојени две водикове везе, док је ГЦ пар са три).

Како се ДНК почиње отварати, формира се структура у облику И: вилица за репликацију.

Издуживање виљушка и кретање

ДНК полимераза не може започети синтезу кћери ланца испочетка. Потребан вам је молекул који има 3 'крај тако да полимераза има место за почетак полимеризације.

Овај слободни 3 'крај нуди мали нуклеотидни молекул назван прајмер или прајмер. Прва дјелује као врста куке за полимеразу.

Током репликације виљушка за репликацију може да се креће дуж ДНК. Пролаз вилице за репликацију оставља два једнострука молекула ДНК који усмеравају формирање клинацких молекула двостепене траке.

Шишање може да се креће према напред захваљујући деловању ензима хеликазе који одмотавају молекул ДНК. Овај ензим разбија водикове везе између базних парова и омогућава да се прамен косе креће.

Прекид

Репликација је завршена када су два укосница на 180 ° Ц од порекла.

У овом случају, говоримо о томе како процес репликације тече у бактеријама и потребно је истакнути целокупан торзијски процес кружне молекуле који репликација подразумева. Топоизомеразе играју важну улогу у одмотавању молекула.

Репликација ДНК је полу-конзервативна

Да ли сте се икад запитали како се дешава репликација у ДНК? Другим речима, из двоструке спирале мора изаћи још једна двострука спирала, али како се то догађа? Неколико година то је било отворено питање међу биолозима. Могло би бити неколико пермутација: две старе нити и две нове, или једна нова, која формирају двоструку спиралу.

Године 1957., На ово питање одговорили су истраживачи Маттхев Меселсон и Франклин Стахл. Модел репликације који су аутори предложили био је полуконзервативан.

Меселсон и Стахл су тврдили да су резултат репликације два молекула двоструке спирале ДНК. Сваки од добијених молекула састоји се од старог ланца (од матичног или почетног молекула) и ново синтетизованог новог ланца.

Проблем поларности

Како функционира полимераза?

ДНК хеликс је састављен од два ланца који покрећу антипарално: један иде у 5'-3 'правцу, а други 3'-5'.

Најистакнутији ензим у процесу репликације је ДНК полимераза, која је одговорна за катализирање споја нових нуклеотида који ће се додати у ланац. ДНА полимераза може продужити ланац само у 5'-3 'правцу. Ова чињеница омета истовремено дуплирање ланаца у виљушки за репликацију.

Зашто? Додавање нуклеотида дешава се на слободном крају 3 'где постоји хидроксилна група (-ОХ). Стога се само један ланчић може лако амплифицирати терминалним додавањем нуклеотида на 3 'крају. То се назива проводни или континуирани низ.

Израда комада Оказаки

Други ланац не може бити издужен, јер је слободни крај 5 ', а не 3' и нема полимеразе катализује додавање нуклеотида на 5 'крају. Проблем се решава синтезом више кратких фрагмената (од 130 до 200 нуклеотида), сваки у нормалном смеру репликације од 5´ до 3´.

Ова непрекидна синтеза фрагмената завршава сједињењем сваког од делова, реакцијом коју катализује ДНК лигаза. У част откривача овог механизма, Реији Оказаки, мали синтетизовани сегменти називају се фрагменти Оказаки.

Референце

1. Албертс, Б., Браи, Д., Хопкин, К., Јохнсон, АД, Левис, Ј., Рафф, М.,… и Валтер, П. (2015). Битна ћелијска биологија. Гарланд Сциенце.
2. Цанн, ИК, & Исхино, И. (1999). Репликација архејске ДНК: идентификација делова за решавање слагалице. Генетика, 152 (4), 1249-67.
3. Цоопер, ГМ и Хаусман, РЕ (2004). Ћелија: Молекуларни приступ. Медицинска наклада.
4. Гарциа-Диаз, М. и Бебенек, К. (2007). Вишеструке функције ДНК полимеразе. Критички осврти на биљне науке, 26 (2), 105-122.
5. Левин, Б. (2008). гени ИКС. Мц Грав-Хилл Интерамерицана.
6. Схцхербакова, ПВ, Бебенек, К., Кункел, ТА (2003). Функције еукариотске ДНК полимеразе. Сциенце САГЕ КЕ, 2003 (8), 3.
7. Стеитз, ТА (1999). ДНК полимеразе: структурална разноликост и заједнички механизми. Часопис за биолошку хемију, 274 (25), 17395-17398.
8. Ватсон, ЈД (2006). Молекуларна биологија гена. Панамерицан Медицал Ед.
9. Ву, С., Беард, ВА, Педерсен, ЛГ, & Вилсон, СХ (2013). Структурно упоређивање архитектуре ДНА полимеразе сугерира нуклеотидни излаз ка активном месту полимеразе. Хемијски прегледи, 114 (5), 2759-74.