Önreprodukciója örökletes anyag
Tulajdonságok DNS ügyként öröklődés
Az egyik legfontosabb jellemzője az örökítő anyagot, hogy képes önálló másolás -replikatsiya. Ez a funkció biztosítja egy különösen kémiai szervezet DNS molekulák, melyek két komplementer szál. A replikációs folyamatban az egyes polinukleotid DNS-szál-alapmolekulához szintetizált komplementer szál. Ennek eredményeként a DNS kettős hélix alakult két azonos, kettős hélix. Egy ilyen eljárás a megduplázva a molekulák, amelyekben minden utódmag molekula tartalmaz egy anya és egy újonnan szintetizált láncot, az úgynevezett félig konzervatív (lásd. Ábra. 2.12).
Megvalósítása replikáció anyai DNS-lánc kell elválasztani egymástól, hogy legyen a mátrix, amely komplementer lánc szintetizált leány molekulák.
Az eljárás megindítása replikációs végezzük speciális területeken DNS kijelölt ori (az angol. Eredet-korai). Ezek tartalmaznak egy szekvenciát, amely 300 bázispár, felismerhető specifikus fehérjék. A kettős szálú DNS-t ezen lókuszok van osztva két lánc, így általában mindkét oldalán a replikációs origót régió képződik divergencia polinukleotid láncok - replikatschonnye villa, amely ellentétes irányban mozognak a locus ori. Között a replikációs villa kialakított szerkezet az úgynevezett replikáció-onnym szem, ahol a két lánc a kiindulási DNS egy új polinukleotid lánc előállított (3.8 ábra A).
Használata helikáz enzimet, szétszakadnak hidrogénkötések, a kettős spirál DNS-illesztjük a replikációs origót. Képződnek ezen az egyetlen DNS-szál destabilizáló kötődnek specifikus fehérjék, hogy a feszített gerincek áramkörök, így nitrogéntartalmú bázisokkal kötődéshez hozzáférhető a komplementer nukleotidok, található a nukleoplazmában. Mind a láncok, ami a replikációs villa, a DNS-polimeráz enzim szintézisét komplementer láncok (Ábra 3.8 B).
Ábra. 3.8. A replikációs origó. replikációs villa
A. Oktatási replikáció szemet.
B. területe A replikációs villa a DNS-molekula
A szintézis során a replikációs villa mozog az anyai ellentétes irányban csavarodnak, elfog az összes új zónát.
Separation spirálisan megcsavart láncok szülői DNS helikáz enzim okoz szuperhéiixeket előtt replikációs villát. Ez annak köszönhető, hogy az a tény, hogy amikor az eltérés az egyes 10 bázispár alkotó egy fordulattal a hélix, a szülő DNS az, hogy egy teljes fordulat saját tengelye körül. Ezért, hogy támogassák a replikációs villa teljes DNS-molekula, mielőtt volna forgatni gyorsan, amely szükségessé tenné a nagy energiaráfordítás. A valóságban ez nem figyelhető meg, mivel olyan speciális fehérjék úgynevezett DNS topoizomerázait. A topoizomeráz megtöri az egyik DNS-szálak, ami lehetővé teszi, hogy körül forog egy második láncot. Ez gyengíti a felgyülemlett feszültséget a DNS kettős spirál (ábra. 3.9).
Ez szabadít hidrogénkötések nukieotidszekvenciát elválasztjuk szülői láncok igazítsa mentes nukleotidot a nukleoplazmában amennyiben az jelen van, mint dezoksiribonukleozidgrifosfatov: dATP, dGTP, dCTP, dTTP. Kiegészítő nukleozid képez hidrogén kötést egy bizonyos bázis anyai DNS-lánc. Ezután, segítségével a DNS-polimeráz enzim megköti foszfodiészter kötést, hogy az előző újonnan szintetizált nukleotid-lánc, ezáltal a szervetlen pirofoszfát (ábra. 3.10).
Mivel a DNS-polimeráz hozzáadja nukleotid melletti OH csoport a 3'-helyzetben a megelőző nukleo-lánc fokozatosan megnyúlt a 3 „végén.
A jellemzője a DNS-polimerázzal amiatt, hogy nem kezdeményez szintézisének új polinukleotid lánc egyszerűen ragasztás két nukleozid: szükséges 3'-OH terminális polinukleotid lánc párosítva a templát DNS-szálon, amelyhez a DNS-t polimeráz csak hozzá nukleotidokat. Az ilyen polinuk-leotidnuy láncú úgynevezett primer vagy primer.
A szerepe magok a DNS szintézist polinukleotid láncok működnek során rövid RNS replikációs szekvenciák, kialakítva a részvételével RNS primáz enzim (ábra. 3.11). Ez a funkció a DNS polimerázok azt jelenti, hogy a mátrix a replikáció során a DNS-t csak arra szolgálnak, mint lánc hordozóval párosítva, hogy egy primer, amelynek szabad 3'-OH terminális.
Ábra. 3.9. Törés egyik DNS láncok
az enzim által DNS topoizomeráz:
I - DNS topoizomeráz kovalentauyu egy kötést képez az egyik foszfát csoportok DNS (felső szál); II - eredményeként a foszfodiészter kötés hasítása egyetlen polinukleotid szál körül a neki megfelelő másik kommunikációs áramköri végzett forgása, amely eltávolítja a feszültséget okozott a divergencia a két DNS-szál a régióban a replikációs villa; III - eltávolítása után a feszültség a DNS hélix egy spontán szétválasztása DNS topoizomeráz és foszfodiészter-kötést a DNS-visszaállító áramkör
Az a képesség, a DNS polimerázok elvégzésére a szerelvény a polinukleotid az irányt a 5'-3 ' „végén, amikor összekötő két antiparalel DNS-szálból azt jelzi, hogy a replikációs folyamatban kell eljárni, hogy őket eltérően. Valóban, ha az egyik a mátrixok (3 „→ 5”) összeszerelése az új-lánc folyamatos 5 „és 3” végére, és fokozatosan megnyúlik a 3'-végén, a másik lánc, szintetizált a sablon (5 „→ 3 „), akkor meg kell emelkedni a 3” és 5 „végén. Ez ellentétes a hatásiránya a DNS-polimeráz enzim.
Ábra. 3.10. Csatlakozás a következő nukleotid a DNS-lánc leányvállalata megszintetizáltak járó DNS-polimeráz:
Kapcsolatban ezeket a funkciókat a replikációs villa aszimmetrikus. A két leányvállalata áramkörök szintetizált egy van kialakítva folyamatosan, annak szintézise gyorsabb és ez az áramkör az úgynevezett vezető. Szintézise a másik lánc lassabb, mert van összeállítva különálló darab kialakítását igényli, és a későbbi eltávolítását RNS primerek. Ezért, ez az áramkör az úgynevezett késleltetett (induktív). Míg egyes fragmensek keletkeznek az irányt 5 „→ 3”, a teljes áramkör megnöveli ebben az irányban a 3 „→ 5” (ábra. 3.12, A).
Tekintettel arra, hogy a lókusz a ori általában kezdődik két replikációs villa, fog ellenkező irányba, a szintézis a vezető láncok bennük különböző áramkörök anyai DNS-t (3.12 B).
A végeredmény a replikációs folyamat kialakulásának két DNS-molekulák, a nukleotid-szekvenciája, amely azonos a kiindulási, DNS kettős spirál.
Ábra. 3.11. Reakcióvázlat fúziós rövid RNS primerek
A figyelembe vett bekövetkező események sorozatának során replikatív szintézis során a teljes rendszer enzimek: helikáz, topoizomeráz, destabilizáló fehérje, DNS-polimeráz és egyéb társ-meglévő terén replikációs villa (3.13 ábra).
Replikálódó DNS prokarióta és eukarióta alapvető jellemzői hasonlóak áramlások, azonban a szintézis sebessége az eukariótákban (körülbelül 100 nukleotid / sec) alacsonyabb, mint a prokariótákban (1000 nukleotid / sec). Ennek oka lehet a kialakulása egy elegendően erős eukarióta DNS vegyületek a fehérjékhez (lásd. Fejezet 3.5.2.), Ami megnehezíti despirali-zatsiyu szükséges replikatív szintézis.
A DNS-fragmenst a származási hogy a pont a replikáció replikációs képez lezáróegység - replikont. Miután elindult a kezdőpont (lókusz), replikáció folytatódik mindaddig, amíg a teljes replikon nem másolható. Cirkuláris DNS-molekula prokarióta sejtek egyetlen lokusz és teljesen különálló replikonok. Eukarióta kromoszómák tartalmaznak nagyszámú Replikon. Ebben a tekintetben a megduplázódása a DNS-molekula mentén eukarióta kromoszóma kezdődik több ponton. A különböző replikonokba duplájára lehet menni különböző időpontokban vagy egyidejűleg.
Ábra. 3.12. A DNS szintézise két másodlagos áramkörök
különböző áramkörök a kiindulási molekula
A. miatt antiparallel szálak a DNS szintézis leányvállalata áramkörök különböző, másodlagos célja a tetején a szülő láncot szintetizálunk folyamatosan vezető lánc van összeállítva leányvállalata lánc Okazaki-fragmenteknek -otstayuschaya lánc az alsó szülő láncba
B. szintézise vezető láncok raenonapravlennyh villa láncok fordul elő különböző anyai DNS