Dnk részletek reprodukálása, vonzó állapotok kiválasztása
A DNS-lánc polinukleotidjának (vagyis a nukleotidok sokaságából álló) összeállításának részletes vizsgálatát megelőzően érdemes megemlíteni, hogy ez egy külön nukleotid. A jobb oldali ábrán a citozin látható:
- a nitrogénbázis (a diagram jobb oldalán, a nitrogénatomok kék színűek), ami a nukleotid kódoló része. Ez az, ami megkülönbözteti az egyik nukleotidot a másikiktól.
- dezoxiribózcukor. A deoxíbrózt alkotó szénatomok számozása.
- foszfátcsoport (narancsvörös a bal oldalon).
A cukor és a foszfát a nukleotid nem kódoló része, funkciójuk DNS-keret létrehozása. Ezekkel együtt a DNS polimerázok működnek, létrehozva a nukleotidok közötti kapcsolatokat.
Minden sejtben többféle DNS-polimeráz létezik, amelyek két csoportban különböznek egymástól:
1. képes a DNS-replikációban részt vevő DNS-polimeráz nagy fragmentumának szintézisére. Ugyanezeket az enzimeket használják a javítás folyamatában is. vagy megjavítani a hosszú sérült DNS-helyet, mivel képesek újrateremteni a megújuló lánc egy részét. Néha ez a DNS-polimeráz csoport DNS-replikázoknak nevezik. A jövőben a kvalifikáció nélküli DNS-polimerázok az első csoport excretory enzimeinek nevezhetők.
2. Segéd DNS polimerázok szerepet játszanak a másodlagos szerepek replikációjával és javításával. Néhányan közülük képesek DNS-károsodást kijavítani több nukleotid méretű, mások szükségesek, hogy megszüntesse a problémákat, amelyek felmerülnek a replikáció során. Például, miután a mátrix DNS károsodása után megbotlik, a replikációs villa megáll, és az egyik segéd DNS polimeráz újraindítja a mozgását. Az eukarióta szekunder DNS-polimeráz α tartalmaz egy primázt, ezért feladata egy láncindító készítése a lánc további szintéziséhez az első csoport DNS polimerázjával.
A bal oldali ábra a kép alján lévő nukleotidnak a már meglévő lánc végéhez való csatolását mutatja. Polinukleotid-lánc kialakításakor minden egyes nukleotid a korábbi foszfátcsoportjához kapcsolódik, és dezoxiribózt helyettesítve a következőhöz kapcsolódik. Ennélfogva egy ilyen lánc a hidroxilcsoport (-OH) harmadik ionszubsztrájával, pontosabban a harmadik szénatomjával függesztve fejeződik be. Itt van, hogy a következő nukleotid kapcsolódik, ezért egy ilyen dezoxiribózt végző véget a DNS-szál 3'-végének nevezünk. A molekula másik vége az utolsó nukleotid foszfátjával végződik, amely a dezoxiribóz ötödik szénatomjához kapcsolódik. Ez az 5'-végnek minősül.
Kivétel nélkül a DNS-polimerázok nem tudnak a DNS-szál 5'-végén végezni. Képesek egy új nukleotidot csak a 3'-véghez csatolni. Ezért a gyermek lánc mindig az 5'-végétől a 3'-végig tart. DNS-polimeráz összeköti a foszforatom a foszfát-csoport, az új „tégla” egy oxigénatomhoz kapcsolódik a dezoxiribóz nukleotid utolsó egy láncban, vágás a „felesleges” hidrogén és oxigén atomok eredményeképpen képződött víz molekula. A foszfátcsoport dezoxiribózzal való kapcsolódását foszfodiészternek nevezzük. RNS-molekulák felépítésénél is használják.
A 28. fejezetből már tudjátok, hogy két diszjunkt mátrix DNS láncolat létrehozása egyszerre történik. És talán észrevetted, hogy ezt a folyamatot gyakran ábrázolják, mint az alábbi ábrán: az egyik összefonódott DNS-láncot egy vonalban feszítik, a másik pedig egy hurkot.
Az egyes templát szál DNS-polimeráz-mozog a 3'-végén (ebben az esetben megfelelőbb lenne, hogy hívja a 3 „-»kezdet«), hogy 5'-terminális, építése kiegészítések antiparalel leányvállalata lánc, hogy kezdődik az 5'-végen, és újra feltölti amelyek a nukleotidok 3'-végén helyezkednek el. Ezért, ez úgy értendő, hogy csak az egyik szülő DNS-polimeráz-lánc lehet utazni annak 3 „-»kezdet«, hogy 5'-terminális csatolásával nukleotidok helikázok lekapcsolja őket a második mátrix áramkör.
A második lánccal minden nehézséget jelent: nem tekinthető kezdetnek és a végére épül, mert a 3 "-" kezdet helyett az 5'-végű. A replikáció iránya a lánc mentén ellentétes a kibontakozás irányával. Ez az oka annak, hogy ennek a lassuló láncnak egy része csak akkor épül fel, ha a mátrix lánc jelentős része már "bared":
=) primayza magot hoz létre a helikázhoz közel, de nem követi, de az ellenkező irányba. A fenti ábrán a primáz csak ezen a helyen van rajzolva: már létrehozta a vetőmag első nukleotidját, és a 3'-végtől a másodikhoz kapcsolta.
=) a primeren vagy a láncindítón, a DNS polimeráz leül, és befejezi a lányláncot, amíg meg nem találja a kész dupla helixet. Leggyakrabban ez a spirál egy előző lépés a primáz és a DNS polimeráz elmaradott lánca mentén, amely a lánylánc korábbi szakaszát építi fel. A fenti diagram azt mutatja meg, hogy ez a DNS-polimeráz hogyan építi fel a lassuló láncfragmentum 3'-végét, amely hamarosan eljut az előző fragmens láncindítójához. A lemaradó lánc ilyen primer + DNS szakaszokból áll, amelyeket Okazaki fragmenseknek neveznek. A baktériumokban az Okaaki töredékek hossza körülbelül ezer nukleotid, és eukariótákban csak körülbelül száz.
=) Elérése a primer képződött ribonukleotidok, emlős DNS-polimeráz kiszorítja azt a szülő láncba, építése kiegészítések teljes DNS-t. Szembesülve dezoxiribonukleotid, hogy leválasztjuk a DNS-t és ugrik több, közel a helikáz láncindító nukleotid közötti rést betöltő őket, csak épített kiegészítő áramkört része. A prokariótákban a DNS polimeráz konstrukciós fragmensei nem képesek eltávolítani a primert és elhagyni a DNS-t, így a primer helyén marad. Mivel működik kisegítő DNS polimeráz I prokarióták, képes csökkenteni ribonukleotidok közben helyettük dezoxiribonukleotid.
=) az elhagyatott magvakat gyorsan eltávolítják az emlősök DNS-ből más enzimekkel, majd az Okaucas egyik fragmensének vége és a másik kezdete között rés marad. A rés nem egy vagy két nukleotid hiánya, hanem a szomszédos lánctagok egymás közötti foszfát és dezoxiribózisának hiánya. Ez a rés "tömíti" a DNS-ligáz. amelynek szerepe nem korlátozódik a replikációs folyamatban való részvételre. A DNS láncait rendszeresen károsítják, beleértve a nukleotidok vagy rések közötti réseket. Ezért a DNS-ligázok gyakran "megvizsgálják" a sejt DNS-ét, kijavítva a károsodást. A jobb oldali ábra azt mutatja, hogy ugyanazt a kémiai reakciót váltja ki, mint a DNS-polimeráz a lánylánc növekedésében. A prokarióta DNS szintézisében, a dezoxiribonukleotidok primerjének helyettesítése után, hasonló rés alakul ki az Okaçaka fragmentumai között. A prokarióta DNS-ligáz eliminálódik.
Így annak ellenére, hogy a vezető és elmaradó láncok ellentétes irányúak, egyszerre épülnek fel. És az Ocaca számos fragmentumának DNS-ligázzal való kapcsolata, amelyet az anyák lánca ismételt bejutása okoz, az elmaradott lánc nem különbözik a vezető lánctól, amelynek létrehozása egyszerűbb folyamat eredménye.
Miután elolvastad ezt és a genetikai vonal előző fejezetét, már ismeri a replicóma egyes szervezeteit:
=) Helikáz, a mátrix lánc összekapcsolása
=) Olyan SSB fehérjék, amelyek nem ismétlődő láncokat tartanak a replikációra kész állapotban
=) primima, kezdve építeni a gyermek lánc
=) DNS-polimerázok, amelyek a lánc létrehozásának alapvető munkáját végzik
=) DNS ligáz, amely összekapcsolja a konstruált lánc különálló szakaszait.
Ezeket a szerveket a replisome fő részének nevezhetjük. Más szervek funkciói ugyanolyan fontosak a sikeres replikáció szempontjából:
=) a topoizomeráz enzimje bejut a replikomba. Meg tudja változtatni a DNS hélix csavarodásának mértékét. A topoizomerázok különböző típusai szükségesek a replikációs eljáráson kívül, hogy a DNS-szálakat stabil állapotban tartsák: ha a spirál túlzottan vagy nem eléggé csavarodik, akkor könnyen károsodhat. A topoizomerázok egyik típusa a replisoma részének része: specializálódott ahhoz, hogy fenntartsák a DNS azon részét, amely megelőzi a helikáz feloldódását.
Ahhoz, hogy megértsük, mi történik, ha a kikapcsolódáshoz a két forma egy spirál DNS szál, lehet hogy egy kötelet sodort a két szál (az általunk használt lógok ága a citrom tui túlnyúló gyalogút), és indítsa el szétcsavar, átvéve egy szál mindkét kezében és nyújtás félre. Szinte azonnal, az a része, amely két szálból sodrott kötél indul próbálja kompenzálni a lazításra, és még ebben az esetben, elválasztás történik azon a ponton, „csavart”, hogy megakadályozza a további kibontakozását szálak. És ha a kötél hosszú, akkor a csavarás olyan gyorsan megy el, hogy a kötél általában leáll. Húzogatta a végén a kötelet zavaros, akkor könnyen megbecsülni a munka fontosságát, elfordulás ellen DNS-szálak a replikáció során. Az eukarióták topoizomerázt, mely ezt a funkciót végzi, DNS-giráznak nevezzük.
=) a DNS minden egyes mátrix láncán van egy bilincs. Képes csúsztatni ezen a láncon, amelyhez a DNS polimeráz kapcsolódik. Összességében a replicoszóm két bilincset tartalmaz, mindegyik láncra épül.
=) Mindkét kapocs nyitva van, felhelyezi a láncot, és lenyomja az egyik kapcsot. amely a mátrix helix DNS kibontakozó szálához kapcsolódik. A vezetés lánc bilincs csak egyszer, de az építőiparban a leszakadó áramkör igényel folyamatos részvétel Clamp-Loder csatolja a klip elején minden Okazaki fragmentumok (1. ábra), eltávolítja azt, amikor a csoport elkészült (3. ábra), és a transzferek a kezdete a következő fragmentum (4. ábra).
Hát akkor. Összefoglaljuk a két fejezetet, amelyek leírják a tankönyv DNS reprodukcióját:
1. Az összes DNS-polimeráz előállítására képes egy DNS-szálat csak egy irányban csatolásával egy új nukleotid-foszfát-csoport és a 3'-végén a lánc épül. Mivel komplementer szálak, amely tartalmazza a DNS-molekula, ellentétes irányban (5 „végén az egyik van kötve egy másik lánc 3 'végéhez), a szintézis és a kiegészítő áramkörök rájuk megy ellentétes irányban. Így a letekert részének egy (vezető) lánc szintézise folyamatos, és a másik (késleltetett) egyéni Okazaki fragmentumok épített a ellentétes irányban letekerhetjük a mátrix láncok, azaz „hátra”. Az Okaucas töredékének növekedése úgy tűnik, hogy a 3'-vég, valamint a vezető lánc.
2. Az újonnan szintetizált DNS láncfragmensek mindig több ribonukleotidot tartalmaznak az 5'-végén. Ez az RNS-láncindító teremt különleges Primase enzimet, amely lehet egy külön organellum replisome (prokarióták) vagy lehet egy járulékos alegységéhez DNS-polimeráz (állatokban). Úgy véljük, hogy a használata primáz magyarázza eredetét a DNS replikációs mechanizmust az RNS-polimeráz szintézisére képes RNS kizárólag. Van is egy funkcionális magyarázatot létezését primerek: a megkezdésének időpontjában szintézis nagyobb a valószínűsége a hibák, így az első szettet a lánc nukleotidok, kívánatos megkülönböztetni a többi újonnan előállított lánc. A használata ribonukleotidok lehetővé teszi pontosan ismerjenek vetőmag, eltávolítja őket, és ezt követően a tapasz felhelyezése a dezoxiribonukleotid a képződött rés a DNS-lánc.
3. A replikáció sok organelles-t tartalmaz, és a 3D-s animáció lehetővé teszi számukra az akcióban való megjelenést: