Kémiai alapján a DNS szerkezetét - az absztrakt, 3. oldal
Matrix DNS-szintézis
A sejtek azon képességét, hogy fenntartsák a magas rendezettség a szervezet függ a genetikai információt tárolt formájában dezoxiribonukleinsav (DNS). DNS - az anyag teszi ki géneket. Sokszorosítása az élő szervezetek, az átviteli örökletes jellemzők generációról generációra és fejlesztés Egy többsejtes szervezet egy megtermékenyített petesejt azért lehetséges, mert a DNS képes az ön-replikáció. A nagyon eljárás az ön-replikáció DNS nevezik replikáció. Néha szinonimájaként használják neve - kettőzés.
Mivel a két lánc ellentétes irányban, hívják őket antiparallel. Könnyen elképzelhető, hogy a DNS megkétszerezése történik, mert a lánc széttartó, majd minden szál szolgál a sablont, amelyen folyik egy új komplementer DNS-szálat. Ez termel két lánya, kettős szálú, szerkezetileg megkülönböztethetetlen a kiindulási DNS-molekula. Mindegyikük áll egyik szál az eredeti DNS a kiindulási molekula és egy újonnan szintetizált szál. Az ilyen DNS-replikáció, amelyben az egyik generációról a másikra továbbítjuk, az egyik a két szál teszik ki a szülői DNS-molekula, az úgynevezett semiconservatively és kísérletileg bizonyította 1958-ban M. Meselson és F. Steel.
Ezen túlmenően, a DNS sitezu jellemző tulajdonságok, mint például antiparallel és unipolarity. Mindegyik DNS-szál van egy bizonyos orientációban. Az egyik vége hordoz hidroxilcsoport (OH), amely a 3'-szénatomos cukor dezoxiribóz, a másik végén a lánc egy foszforsav-maradék az 5'-helyzetben a cukor. Két komplementer DNS-lánc a molekulában vannak orientálva ellentétes irányban -, az antiparalel (párhuzamos orientációban a 3'-vége a másik szemben helyezkedik el a 3'-terminális egyik lánc). Az enzimek szintetizáló új DNS-szálak, ismert DNS-polimerázok mozoghat a sablon mentén szálak csak egy irányba - a saját 3'-végén az 5'-végeket. Ebben a szintézisben a komplementer szál mindig végezzük az 5 „és 3” irányban, azaz unipoláris. Ezért, a replikációs folyamatban egyidejű szintézisére új láncok antiparalel.
DNS-polimeráz nyújthat „vissza”, azaz, mozgó irányába 3 „5”. Abban az esetben, ahol az utolsó nukleotid hozzá a szintézis egység fordult nem komplementer nukleotid templátszállal, akkor lehet helyettesítve a komplementer nukleotid. Forgács „helytelen” nukleotid, DNS-polimeráz-szintézis folytatódik az 5 „és 3” irányban. Ez képes kijavítani a hibákat nevezzük lektorálás enzim működését.
1957-ben, A. Kornberg felfedezett Escherichia coli katalizáló enzimet polimerizációs eljárás a DNS nukleotid; nevezték DNS-polimeráz. Ezt követően a DNS-polimeráz azonosították más organizmusok. Kimutattuk, hogy az összes ilyen enzim szubsztrátok dezoxiribonukleozid-trifoszfát (dNTP-k) a polimerizálást egyszálú DNS-templát. DNS polimeráz folytonosan növekvő lánc egyszálú DNS, egy lépésről lépésre, hozzáadva a következő egységeket abba az irányba, 5'-3 'végéhez, a választás által diktált következő dNTP mátrix. Felszerelése minden új nukleotid a 3'-végén a növekvő láncra kíséri hidrolízisével egy energia gazdag kapcsolatot az első és második foszfátcsoportok a hasítási dNTP-k és a pirofoszfát, ami a teljes reakció energetikailag előnyös.
A sejtek általában tartalmaz többféle DNS-polimerázok, a különböző funkciók és, hogy szerkezete. Ezek lehetnek felépítve különböző számú fehérje láncok (alegységek), egy és tíz, de azok mind munka minden templát szekvenciája nukleotid. A célja az enzimek -, hogy egy pontos másolatot minden mátrix.
7.2 kezdeményezése DNS láncok
DNS-polimeráz nem tud kezdeményezni a DNS-szintézis egy mátrix, és csak képes, hogy új kapcsolatokat dezoxiribonukleotid a 3'-végén egy meglévő polinukleotid láncon. Az ilyen előre kialakított áramkör, amelyhez hozzáadunk nukleotidok, az úgynevezett egy magot. Ez szintetizál egy rövid RNS-primert a ribonukleozid enzim nem rendelkezik a korrigáló aktivitás és az úgynevezett DNS primáz (az angol primer -. Seed). Praymaznaya aktivitást illethetnek egyetlen enzim vagy egy alegysége DNS-polimeráz. Primer szintetizált ez az enzim, pontatlan, nem tudta, hogyan a hibák kijavítására, eltér a többi az újonnan előállított DNS szálat, mert ez áll ribonukleotidok, és azután el kell távolítani.
Méret ribonukleotid vetőmagot kicsi (kevesebb, mint 20 nukleotid), mint a méret a DNS-lánc, által alkotott DNS-polimeráz. Ellátni a funkcióját RNS láncindító eltávolítjuk egy specifikus enzim, és a kapott rést lezárjuk DNS polimeráz felhasználásával, a primer 3'-OH végéhez egy szomszédos szegmenssel. Removal extrém RNS komplementer láncindítók a 3 „végei mindkét szál a lineáris kiindulási DNS-molekulák vezet az a tény, hogy a gyermek láncok rövidebbek 10-20 nukleotid (a különböző RNS-fajtát, primerek különböző méretű). Ez az úgynevezett „probléma underreplication valamennyi lineáris molekulák.” Abban az esetben, bakteriális DNS-replikáció, gyűrű alakú ez a probléma nem létezik, mint az első alkalommal kialakulásának RNS primert enzim távolítja el, amely szintén a hézagot képződött növelésével a 3'-OH végéhez a növekvő DNS lánc, amelynek célja a „farok” eltávolítjuk primer. Probléma underreplication 3'-végeket a lineáris DNS-molekulák, eukarióta sejtek alkalmazásával érik el egy speciális enzim - telomeráz. 1985-ben találtak ravnoresnichnoy csillósok Tetrahymena thermophila, és később - az élesztőben, a növények és az állatok, beleértve az emberi petefészek.
Telomeráz egy DNS polimeráz, dostraivalos 3'-végén a lineáris molekulák DNS kromoszómák rövid (6-8 nukleotid) ismétlődő szekvenciák (TTAGGG gerincesekben). Nomenklatúra szerint ennek az enzimnek nevezett DNS nukleotidilekzotransferazoy vagy telomer terminális transzferáz. Ezen kívül fehérje rész tartalmaz egy telomeráz-RNS-t, amely elvégzi a szerepe a sablon kiterjesztése DNS ismétlődés. A hossza telomeráz-RNS-tól nukleotid 150-1400 a legegyszerűbb nukleotidok élesztőben, az ember - 450 nukleotid. A puszta tény, amelynek a molekulában egy olyan RNS szekvencia, ahol a DNS-szintézis egy mátrix darab lehet tulajdonítható, hogy a sajátos telomeráz reverz transzkriptáz, egy olyan enzim, amely képes végző DNS-szintézist a RNS templátról.
Annak a ténynek köszönhetően, hogy miután a DNS-replikációt minden gyermeke szülő lánc rövidebb mérete az első RNS-primereket (10-20 nukleotid), vannak kialakítva túlnyúló egyszálú 3 „végén a szülő láncba. Azt is elismert telomeráz, ami által folyamatosan növekszik a szülő-lánc (az emberi száz alkalommal) felhasználásával a 3'-OH végei őket primerek, és RNS, amely része az enzim, templátként. Alakultak egyszálú végek, viszont szolgál templátként a szintézis a hagyományos áramkörök leányvállalatok replikatív mechanizmus.
Fokozatos lerövidítése kromoszomális DNS replikáció során az egyik elméletek „öregedés” a sejt telepek. 1971-ben az orosz tudós AM Olovnikov marginotomii elméletében (a latin marginális -kraevoy, kötet -. Szakasz) azt javasolta, hogy ez a jelenség az alapja a korlátozott kapacitás duplázás volt a normális szomatikus sejtekben. Az amerikai tudós Leonard Hayflick a '60 -as évek elején megmutatta, hogy ha a kultúra veszi sejtek újszülöttek, akkor mehet 80-90 osztály, míg a szomatikus sejtek a 70 évesek vannak osztva csak 20-30 alkalommal. Számának korlátozását sejtosztódás és az úgynevezett Hayflick limit.
7.3 ietekerésével a DNS kettős spirál
Mivel a DNS-szintézis előfordul egy egyszálú templátot, azt meg kell előzze a szétválasztás szükséges (legalábbis átmenetileg) a két DNS-szál. Tanulmányok a korai 60-as évek replikálódó kromoszómák kiderült, egy specifikus, jól meghatározott replikációs köre, a szülő mentén mozog a DNS-spirál, és amelynek helyi divergenciáját annak két lánc. Ez az aktív régió, mert az Y-alakú hívták a replikációs villa. Ez volt az ő DNS-polimerázok szintetizálni DNS-molekulák leányvállalata.
Segítségével elektronmikroszkóppal lemásolják DNS-t megállapították, hogy a terület, amely már lemásolt, úgy néz ki, a szem belsejében eddig nem reprodukált DNS-t. Fontos, hogy a replikációs szem van kialakítva csak azokon a területeken a molekula, amely specifikus nukleotid-szekvenciák. Ezek a szekvenciák, az úgynevezett replikációs origók. Ez áll mintegy 300 nukleotid. Attól függően, hogy egy vagy két irányban replikáció (ez függ a természet a szervezetben), a szem tartalmaz egy vagy két replikációs villa. Szekvenciális a replikációs villa vezet bővítése az áthúzás.
A DNS kettős spirál nagyon stabil; úgy, hogy kiderült, hogy igényel specifikus fehérjék. Különleges enzimek DNS helikáz gyorsan mozognak egy DNS-szál, a az ATP hidrolízis energiáját mozgását. Találkozás az út mentén a kettős spirál a föld, törnek a hidrogénkötések között bázisok, szakadék lánc és elősegítik a replikációs villa. Ezt követően, egyetlen DNS-szál kötődik specifikus destabilizáló spirál fehérjék amelyek nem teszik lehetővé az egyedi szálakat a DNS összekötő. Így azok nem zárja le a DNS-bázisok, így azokat elérhetővé párosítás.
Nem szabad elfelejteni, hogy a komplementer DNS-szál, egymás köré csavart egy spirál. Ezért, annak érdekében, hogy replikációs villa lehet haladni, minden még nem része a duplájára DNS kellene forgatni nagyon gyorsan. Ez topológiai probléma megoldódott, hogy kialakítjuk a spirális egyfajta „zsanér”, amely lehetővé teszi a DNS-szálak a lazításra. Tartozás, hogy egy adott osztályba tartozó fehérjék ismert DNS-topoizomeráz, DNS be egy- vagy kétláncú szénláncú megreped, amely lehetővé teszi DNS-szálak szétválni, és ezután lezárjuk ezeket a folytonossági. Topoizomerázok is részt vesz szétkapcsoljuk a elkötelezettség gyűrűk kettős szálú replikáció folyamán keletkezett a cirkuláris kettős szálú DNS-t. Ezekkel a fontos enzimek a DNS dupla helix a sejtben kaphat „Underturned” formát egy kisebb számú fordulattal; DNS ilyen eltérés akkor könnyebben a két DNS-szál a replikációs villa.
7.4Preryvisty DNS-szintézis
Könnyen elképzelhető, hogy replikáció folyamatos növekedést nukleotid-by-nukleotid két új lánc, mint a mozgó replikációs villa; ebben az időben, mivel a két szál antiparallel hélix DNS, egyik leányvállalata áramkörök lenne növekednie kell, hogy az 5'-3 „irányban, és a másik a 3'-5”. A valóságban azonban az is kiderült, hogy a gyermek láncok nőnek csak abban az irányban 5 „3”, hogy mindig megnyújtja a 3 „végén a primer és a mátrixot olvassa a DNS-polimeráz 3'-irányba 5'.Eto nyilatkozat első pillantásra összeegyeztethetetlen a mozgás a replikációs villa ugyanabban az irányban, kíséri egyidejű olvasási két antiparalel szál.
A válasz abban rejlik, a váladék, DNS szintézis végbemegy folyamatosan csak egy a mátrix áramkör. A második templát DNS-szál szintetizálódik viszonylag rövid fragmensek (100do hossza 1000 nukleotid, a fajtól függően), elemzi a tudós, aki felfedezte őket Okazaki fragmensek. Az újonnan képződött lánc, amely szintetizált folyamatosan, az úgynevezett vezető, és a másik gyűjtött Okazaki töredékek, lemaradt. A szintézis minden egyes ilyen darabot kezdődik egy RNS primerrel. Egy idő után az RNS-láncindító eltávolítjuk, rések épülnek DNS polimeráz és a fragmentumokat tűzve egyetlen folyamatos DNS-szál specifikus enzim.
7.5 A kooperációs hatásaként a replikációs villa fehérjék
Eddig már beszéltünk a részvétel az egyes fehérjék a replikációs mintha ők dolgoznak egymástól függetlenül. Közben, a valóságban, a legtöbb ilyen fehérjék egyesíthető egy nagy komplex, amely gyorsan mozog a DNS-t, és következetesen végrehajtja a replikációs folyamatban nagy pontossággal. Ez a komplex összehasonlítjuk egy kis „varrógép”, „részek” olyan egyedi fehérjék és egy energiaforrás - a hidrolízis reakció a nukleozid. Spirál lapolva DNS helikáz; Ez az eljárás segít DNS - topoizomeráz, DNS szálon sodratlan és több destabilizáló fehérjemolekulák, amelyek kötődnek mind egyláncú DNS-t.
A területen a dugók két DNS-polimeráz - a kezdő és záró lánc. A vezető szál DNS-polimeráz működik folyamatosan, és a leszakadó enzim alkalmanként megszakítja majd visszaáll a rövid RNS primereket szintetizálunk DNS primáz. Molekula DNS primáz közvetlenül kapcsolódik a DNS-helikáz, amely egy szerkezet az úgynevezett primosome. Primosome irányában mozog, felderítésének a replikációs villa és a menetirányra szintetizál egy RNS primer az Okazaki fragmensek. Ugyanabban az irányban mozog, a DNS-polimeráz-lánc-meghajtó, és bár első pillantásra nehéz elképzelni, hogy egy DNS-polimeráz-lánc leszakadó. Erre a célra, mint gondoljuk, az utóbbi ró a DNS-szálon, amely arra szolgál, s egy olyan mátrixhoz is, amely biztosítja megfordítása a DNS-polimeráz-lánc lemaradt 180 fok. Koordinált mozgását a két DNS-polimeráz rendelkezik koordinált replikációs mindkét szál. Így a replikációs villa mintegy húsz különböző fehérje működik egyidejűleg (az általunk megnevezett csak egy részét), elvégzése bonyolult, rendkívül rendezett és energiaigényes folyamat.
Csaknem fél évszázaddal ezelőtt, már bontott szerkezeti elve (molekuláris) genetikai szervezését illeti - dezoxiribonukleinsav (DNS). A DNS szerkezete adta a legfontosabb, hogy a mechanizmus a gén pontos reprodukciós anyag. Tehát egy új tudomány - a molekuláris biológia. Azt megfogalmazott úgynevezett centrális dogma a molekuláris biológia: DNS - RNS - protein. Jelentése, hogy a genetikai információ rögzített DNS valósul formájában fehérjék, de nem közvetlenül, hanem a polimer összetartozó - ribonukleinsav (RNS), és ily módon a nukleinsavak fehérjék visszafordíthatatlan. Így, DNS-t szintetizálunk a DNS, biztosítva a megfelelő reprodukció az eredeti genetikai anyag generáció. Tehát, ez a DNS határozza meg, hogy az öröklődés organizmusok, hogy a lejátszott a generációk, és egy sor kapcsolódó fehérjéket jelei őket. Fehérjebioszintézist a központi feladata az élő anyag, és nukleinsavak bocsátania egyrészt a program meghatározza egyediségét és a teljes készlet szintetizált fehérjék és a többi - a pontos mechanizmusa a műsor lejátszása generációkban. Ennélfogva, az élet eredete az aktuális cella redukálva a megjelenése egy öröklött protein bioszintézis mechanizmus.
Internet: www.bankreferatov.ru; www.referatov.net; www.5ballov.ru
ZA Snabarova és AA Bogdanov - Chemistry nukleinsavak és azok polimerek.
A. Mickelson - Chemistry of nukleozidok és nukleotidok.
Hauptmann, J. Graefe, H. Remane - Szerves kémia.
B.A.Pavlov, A.P.Terentev „A során a szerves kémia.”
OO Favorova. Tárolása DNS számos populációk: a DNS replikációját.