DNR replikacijos mechanizmas (paaiškinta diagramomis)

DNR replikacijos mechanizmas!

Visą DNR replikacijos procesą galima aptarti daugeliu etapų. Šie veiksmai reikalauja naudoti daugiau nei dešimt fermentų ir baltymų faktorių. Pusiau konservatyviu replikacijos būdu pirmiausia vyksta dvigubo spiralės atsukimas.

Šios dvi kryptys lengvai atskiriamos, nes vandenilio jungtys, turinčios dvi kryptis, yra labai silpnos, palyginti su kitomis cheminėmis jungtimis. Kai šios dvi kryptys atskiriamos, kiekviena vienos krypties dalis yra kitos krypties papildoma dalis.

Dvi tėvų kryptys nėra visiškai atskiriamos, bet atsiveria tuo, kas vadinama replikacijos šakute. Kaip rezultatas, priešais A, T būtų tinkamas priešais C; G ateis ir taip toliau. Dėl šio proceso bus sukurta tiksli nukleotidų seka.

Taigi, vyksta DNR spiralės regeneracija, kai viena pirminio spiralės kryptis sujungia su šviežiai suformuotu komplementu ir sudaro dvigubos DNR molekulę. Šis replikacijos tipas taip pat vadinamas užtrauktuku. Anksčiau aptartas DNR replikacijos būdas vėliau buvo patikrintas įvairių rūšių eksperimentais.

Duomenys apie DNR replikaciją gali būti aptariami šiose antraštėse:

1. Dezoksiribonukleozidų aktyvavimas:

Keturi DNR nukleozidai, ty AMP, GMP, CMP ir TMP, randami laisvai plintantys branduolyje. Visi jie aktyvuojami ATP, kad susidarytų dezoksiribonukleozido trifosfatazės, vadinamos ATP, GTP, CTP ir TTP. Šiame etape reikalingas fermentas yra fosforilazė, o žingsnis vadinamas fosforilinimu.

2. Inicijavimo punkto pripažinimas:

Kurioje DNR molekulės vietoje turėtų prasidėti replikacija? Nuo tam tikro taško prasideda DNR molekulės atjungimas. Šis konkretus punktas vadinamas inicijavimo tašku. Norint nustatyti DNR molekulės pradžios tašką, reikalingi specifiniai iniciatoriaus baltymai.

Virusuose ir prokariotuose, pavyzdžiui, bakterijose, gali būti tik viena replikacijos pradžia. Eukariotuose, turinčiuose didelę DNR molekulę, gali būti daug inicijavimo taškų (replikacijos pradžios), kurie galiausiai susilieja vienas su kitu.

3. DNR molekulės atsipalaidavimas:

DNR dvigubas spiralė atpalaiduoja ir atjungia į atskiras DNR grandines, suskaidydama silpnas vandenilio jungtis. Helixo atsipalaidavimą padeda helikazės fermentai. Fermentai, vadinami topoizomerazėmis, supjaustyti ir prisijungti prie vienos DNR grandinės dalies, padedančios atskirti DNR spiralę.

Jei dvi labai tarpusavyje sujungtos lynai yra ištraukiami atskirai, jėga, dvi lynų juostos automatiškai vynuojasi, kai tik sustabdoma jėga. Ir jei vienas iš vynuogių virvių yra supjaustytas, atleidžiamas įtempimas ir dvi sruogos nesugeba susivienyti.

Tokiu būdu fermentai, tokie kaip topoizomerazės, palengvina DNR sruogų įtampą ir atskiriamos dvi spiralės juostelės. Tiesą sakant, dėl šio dvigubo gijimo DNR replikacijos burbuliukų susidaro, kurie vėliau išsiplečia kaip Y formos replikacijos šakutė. Bakterijose ir daugelyje DNR fagų šis išplitimas yra dvikryptis.

4. RNR pradmenų susidarymas:

DNR nukreipta RNR polimerazė sudaro RNR pradmenį. Palyginti lengviau pridėti jau esamą mažą grandinę, vadinamą pradmeniu, sudarytu iš DNR šablono (6.17 pav.). Tai pasiekiama naudojant trumpą RNR pradmenų segmentą.

Tai sukuria 3 'hidroksilo galą ribonukleotidų sekoje, prie kurios pridedama deoksiribonukleotidų. Galiausiai RNR pradmuo pašalinamas fermentiniu būdu paliekant tarpą naujai sintezuotoje deoksiribonukleotido grandinėje. Šis trūkumas turi būti užpildytas.

Naujų DNR grandinių formavimasis:

Fermentas DNR polimerazė gali nukleotidus polimerizuoti tik 5 '- 3' kryptimi. DNR polimerazė yra atsakinga už šabloną nukreiptą deoksiribonukleotido kondensaciją

trifosfatazės. Naujų papildomų grandinių sintezė vyksta iš grunto 3 'OH galo, dėl to pailgėja arba auga 5' - 3 'kryptimi.

Kadangi dvi DNR kryptis yra priešparalelinėje kryptyje, abi kryptis turi būti susintetintos augimu, vykstančiu priešinga kryptimi. Dezoksiribonukleotidų pridedama DNR polimerazėje, dalyvaujant ATP.

Fermentas sintezuoja naują grandinę ištisine dalimi 5 ′ -3 ′ kryptimi ir vadinamas pagrindine grandine. Kitoje DNR grandinėje fermentas vėl formuoja DNR fragmentus 5'-3 'kryptimi, pradedant nuo RNR pradmenų.

Gruntas yra suformuotas naudojant primaso fermentą. Maži segmentai vadinami Okazaki fragmentais. Jie sujungiami, kad būtų sukurta tęstinė dukterinė kryptis. Naudojant DNR ligazę „(prisijungti)“. Ši kryptis vadinama atsilieka.

RNR pradmenų pašalinimas:

Sukūrus nedidelius Okazaki fragmentų gabalus, DNR polimerazės eksonukleazės aktyvumas atskirai pašalinamas iš 5 'galo RNR pradmenis.

Tikrinimas ir DNR taisymas:

Bazinių porų specifiškumas užtikrina tikslią replikaciją. Kažkaip gali būti, kad netinkami pagrindai gali įgyti retai vieną iš 10000. Šios neteisingai įvestos bazės gali būti pašalintos fermento DNR polimerazės aktyvumu.

Net ir netinkamas bazes, įvestas į DNR spiralę mutacijos būdu (pasitraukus iš DNR įrodymo skaitymo mechanizmo), galima nustatyti ir ištaisyti taisymo fermentais. Šie remonto fermentai (pvz., Nukleazės) nutraukia DNR defekcijos segmentą ir įveda ir prisijungia (fermentų ligaze) įprastą teisingą segmentą.

Kitas sugadintas pažeidimas dėl UV spinduliavimo. Tokiais atvejais pirimidinai kaip timinas sudaro timino dimerą. Tokio dimero formavimas blokuoja replikaciją. Toks defektas gali būti fermentiškai suremontuotas, kuris akcizuoja defekto TT dinukleotidą. Tada defektas pakartojamas fermentiniu būdu įdėjus teisingą nukleotidų kompleksą.