Replikáció (reduplikáció) dnk

Az "építőanyag" és a replikáció energiaforrása három foszforsavmaradékot tartalmazó dezoxiribonukleozid-trifoszfát (ATP, TTP, GTP, CTF). Ha a polinukleotid a dezoxiribonukleozid-trifoszfátok lánc két végén foszforsav maradék hasadnak le és energiát használnak a kialakulását foszfodiészter kötés a nukleotidok közötti.

A következő enzimek részt vesznek a replikációban:

1. helicázok ("szövik" a DNS-t);
2. destabilizáló fehérjék;
3. DNS topoizomerázok (vágott DNS);
4. DNS-polimeráz (kiválasztják a deoxiribonukleozid-trifoszfátokat és komplement módon csatolják őket a DNS-templátlánchoz);
5. RNS primáz (forma RNS láncindítók, primerek);
6. DNS ligázok (térhálós DNS-fragmensek).

A DNS egyes területein helikáz segítségével a DNS egyszálú régiói destabilizáló fehérjékkel kötődnek, egy replikációs villa alakul ki. 10 pár nukleotid (a helix egyik tekercsének) eltérése esetén a DNS-molekulának teljes tengelye körül forognia kell. Ennek a rotációnak a megakadályozása érdekében a DNS topoizomeráz egy DNS-szálat vág, ami lehetővé teszi, hogy a második lánc körül forogjon.

DNS-polimeráz csak akkor tulajdonítanak nukleotidok az 3'-szénatomja az előző dezoxiribóz nukleotidból, így az enzim képes mozogni a templát DNS-t csak az egyik irányban: a 3'-végén, hogy az 5'-terminálisához e templát DNS. Mivel az anyai DNS láncai antiparallelok, a különböző láncokon a leánypolinukleotidláncok összeszerelése különböző módon és ellentétes irányban történik. A 3'-5 'láncon a leánypolinukleotid lánc szintézise megszakítás nélkül folytatódik; ez a lánylánc lesz a vezető. Az 5'-3'-láncban - szakaszosan a fragmensek (Ocaca fragmensei), amelyek a replikáció befejezése után a DNS-ligázok egy lánchoz kapcsolódnak; ezt a lányláncolatot késleltetni fogják (lemaradva).

A DNS-polimeráz egyik jellemzője, hogy csak egy primerrel kezdheti meg működését. A "primerek" szerepét RNS rövid szekvenciákkal hajtják végre, amelyek az RNS primáz enzim részvételével jönnek létre, és párosulnak a templát DNS-sel. Az RNS-láncindítók eltávolítása után a polinukleotidláncok összeállítása befejeződik.

A replikáció hasonló a prokariótákban és az eukariótákban. A prokariótákban a DNS-szintézis sebessége nagyságrenddel magasabb (1000 nukleotid másodpercenként), mint az eukariótákban (100 nukleotid másodpercenként). A replikáció a DNS-molekula több részében egyszerre kezdődik. A DNS egy fragmense a replikáció egyik kiindulási pontjától a másikig replikációs egységet alkot - egy replikon.

A replikáció a sejtosztódás előtt történik. Ennek a DNS-képességnek köszönhetően örökletes információt továbbítanak az anya sejtről a lány sejtjére.

A javítás a DNS nukleotidszekvenciájának károsításának megszüntetése. Ezt a sejt speciális enzimrendszerei (javító enzimek) hajtják végre. A DNS-struktúra helyreállítása során a következő lépéseket lehet megkülönböztetni: 1) a DNS-javító nukleáz felismeri és eltávolítja a sérült helyet, ami a DNS-láncban rést eredményez; 2) a DNS polimeráz kitölti ezt a rést, másolja a második ("jó") láncból származó információt; 3) DNS ligáz "öltés" a nukleotidok, kitöltve a javítást.

A leggyakrabban vizsgált három javító mechanizmus: 1) fotoreparáció, 2) excíziós vagy pre-replikatív, javítás, 3) utó replicatív javítás.

A DNS-szerkezetet változások következnek be a sejt folyamatosan hatása alatt a reaktív metabolitok, ultraibolya sugárzás, nehézfémek és sóik, és mások. Ezért, hibák javítási rendszerek arányának növelése mutációs eljárással, vagy az oka genetikai betegségek (xeroderma pigmentosum, progeria et al.).

Az RNS felépítése és funkciói

Az RNS olyan polimer, amelynek monomerjei a ribonukleotidok. A DNS-vel ellentétben az RNS nem két, hanem egy polinukleotidlánccal van kialakítva (kivéve néhány RNS-tartalmú vírus kettős szálú RNS-t tartalmaz). Az RNS-nukleotidok képesek hidrogénkötéseket kialakítani egymás között. Az RNS láncok jóval rövidebbek a DNS láncoknál.

RNS monomer - nukleotid (ribonukleotid) - három anyag maradványaiból áll: 1) nitrogén bázis, 2) öt szén monoszacharid (pentóz) és 3) foszforsav. Az RNS nitrogénbázisai szintén a pirimidinek és purinok osztályai közé tartoznak.

Az RNS pirimidinbázisai az uracil, a citozin, a purinbázisok adenin és guanin. A nukleotid RNS monoszacharidját a ribóz képviseli.

Háromféle RNS létezik. 1) információ (mátrix) RNS - mRNS (mRNS), 2) transzport RNS - tRNS, 3) riboszomális RNS - rRNS.

Az RNS minden típusa nem elágazó polinukleotid, specifikus térbeli konformációval rendelkezik, és részt vesz a fehérjeszintézis folyamatokban. Az RNS valamennyi típusának szerkezetére vonatkozó információ tárolódik a DNS-ben. Az RNS DNS-templáton történő szintézisének folyamatát transzkripciónak nevezzük.

A közlekedési RNS általában 76 (75-95) nukleotidot tartalmaz; A molekulatömeg 25 000-30 000. A tRNS-frakció a teljes RNS körülbelül 10% -át teszi ki a sejtben. A tRNS funkciói: 1) aminosavak transzportja a fehérjeszintézis helyére, a riboszómákra, 2) a transzlációs közvetítőre. Körülbelül 40 tRNS faj található a sejtben, mindegyiknek csak egy nukleotidszekvenciája van. Mindazonáltal az összes tRNS-nek számos intramolekuláris komplementer régiója van, amelyek miatt a tRNS-ek egy lóhere levélformához hasonlító konformációt kapnak. Bármelyik tRNS egy hurkot a kapcsolatot a riboszóma (1), a antikodon hurok (2), hogy a hurok az enzimmel érintkezésbe (3), az akceptor szár (4), antikodon (5). Az aminosav az akceptor szár 3 'végéhez van kötve. Az antikodon három nukleotid, amelyek "azonosítják" az mRNS kodont. Hangsúlyozni kell, hogy egy specifikus tRNS képes szállítani egy szigorúan meghatározott aminosavat, amely megfelel az antikodonnak. Az aminosav- és tRNS-vegyület specifitása az aminoacil-tRNS szintetáz enzim tulajdonságainak köszönhető.

A riboszómális RNS-ek 3000-5000 nukleotidot tartalmaznak; A molekulasúly 1 000 000-1 500 000. Az rRNS aránya a teljes RNS 80-85% -át teszi ki a sejtben. Riboszómális fehérjékkel kombinálva az rRNS riboszómákat - szerves anyagokat, amelyek fehérjeszintézist termelnek. Eukarióta sejtekben az rRNS szintézise a nucleolusban fordul elő. RRNA funkciók. 1) a riboszómák szükséges szerkezeti összetevője, és ezáltal a riboszómák működésének fenntartása; 2) biztosítja a riboszóma és a tRNS kölcsönhatását; 3) az mRNS riboszóma és iniciátor kodonjának kezdeti kötődése és az olvasási keret meghatározása, 4) a riboszóma aktív központjának kialakulása.

Az információs RNS-ek sokféleségben vannak a nukleotidok és a molekulatömeg tartalmában (50 000-4 000 000). Az mRNS aránya a sejt teljes RNS-jének legfeljebb 5% -át teszi ki. Az mRNS funkciói. 1) genetikai információ átadása a DNS-ről a riboszómákra, 2) a fehérje molekula szintézisének mátrixa, 3) a fehérjemolekula elsődleges szerkezetének aminosavszekvenciájának meghatározása.

Az ATP felépítése és funkciói

Az adenozin-trifoszforsav (ATP) egy univerzális forrás és az élő sejtekben található energia fő energiája. Az ATP megtalálható a növények és állatok összes sejtében. Az ATP mennyisége átlagosan 0,04% (a sejt nedves tömegéből), a legnagyobb mennyiségű ATP (0,2-0,5%) a vázizmokban található.

Az ATP a következő maradékokból áll: 1) nitrogén bázis (adenin), 2) monoszacharid (ribóz), 3) három foszforsav. Mivel az ATP nem tartalmaz egyetlen, hanem három foszforsavmaradékot, ez ribonukleozid-trifoszfátokra utal.

A sejtekben előforduló legtöbb munka esetében az ATP hidrolízisének energiáját használják. Ahol amennyiben hasítása terminális maradékot foszforsavat bevételt ATP ADP (adenozin-sav), az eliminációs a második maradék a foszforsav - a AMP (adenozin Monofoszforsav). A szabad energia mennyisége mind a terminális, mind a második foszforsav-maradék hasításakor 30,6 kJ. A harmadik foszfátcsoport szétválasztását csak 13,8 kJ felszabadulás kísérte. A terminális és a második, második és az első foszforsavmaradék közötti kötéseket makroszkópos (nagy energiájú) nevezik.

Az ATP tartalékait folyamatosan feltöltik. Az összes szervezet sejtjeiben az ATP szintézise a foszforiláció során fordul elő, azaz foszforsav adagolása az ADP-hez. A foszforiláció különböző intenzitással fordul elő a légzés során (mitokondriumok), glikolízis (citoplazma), fotoszintézis (kloroplasztok).

Az ATP a folyamatok közötti legfontosabb kapcsolat, amelyet az energia felszabadulása és felhalmozódása kísér, valamint az energiaköltségekkel járó folyamatok. Ezenkívül az ATP más ribonukleozid-trifoszfátokkal (GTP, CTF, UTP) együtt az RNS szintézisének szubsztrátja.