Kroky replikace DNA: 5 důležitých pojmů

by

Obsah

Co je prvním krokem replikace DNA?

Proces replikace DNA je obvykle dokončen do tří kroků, a to: Zahájení, Prodloužení a Ukončení. 

Iniciace je první mezi kroky replikace DNA. Přidružené proteiny, enzymy a zbývající faktory rozpoznávají některá specifická místa v DNA, známá jako počátek replikace, a spouští proces replikace.

Zasvěcení krok replikace DNA se odehrává v následujícím pokračování:

  • Začíná v konkrétních bodech uvnitř řetězce DNA, které se nazývají „počátky replikace“ (rozpoznávané specifickými nukleotidovými sekvencemi nebo kódy).
  • Počátek replikace) jsou rozpoznávány iniciátorovými proteiny
  • Iniciační proteiny volají více proteinů, které podporují replikace proces, rámování replikačního komplexu kolem počátku replikace v DNA. 
  • Obecně existuje několik míst pro počátek replikace a tato lokalizovaná místa jsou známá jako replikační vidlice (struktura ve tvaru Y). 
  • Každý počátek replikace má dvojitou replikační vidlici, která se vzdaluje od ekvivalentního počátečního bodu replikace k jakémukoli konci dvojité šroubovice DNA.
  • DNA helikáza, která uvolňuje dvojšroubovici DNA a odděluje dvě vlákna, která mají být použita jako templátový řetězec pro syntézu nového řetězce DNA (replika).
  • K odvíjení DNA dochází hydrolyzací ATP.
  • Jednovláknové vazebné proteiny (SSB) pracují s helikázou, aby udržely dvojitou šroubovici rodičovské DNA v nezvinutém stavu.
  • DNA Primase obsahuje RNA primer malé délky, který funguje jako „iniciátor“ DNA polymerázy.
  • Tato DNA polymeráza rozšiřuje nová vlákna DNA rozpoznáváním RNA primerů.
  • DNA polymeráza, provádí syntézu v řádu 5 'až 3'.
  • Jeden přidává nukleotidy jednotlivě k replikační vidlici a druhý je připraven přidat pouze fragmenty.
  • Vlákno, do kterého jsou neustále přidávány nukleotidy, je známé jako vedoucí vlákno, zatímco druhé vlákno, syntetizované ve formě fragmentů, je známé jako zaostávající vlákno.

Které kroky replikace DNA zahrnují ATP?

Existují několikrát při replikaci DNA proces, kde je pozorována spotřeba, transakce nebo zapojení ATP. 

Do procesu replikace se zapojují specifické enzymy, jako jsou helikázy, které využívají ATP k plnění své funkce odvíjení dvojité šroubovice DNA. ATP se také používá při fosforylaci enzymů replikace DNA, když se nový nukleotid naváže na rostoucí vlákno DNA.

Níže jsou uvedeny kroky využívající ATP v procesu replikace:

  • DNA helikázy jsou v podstatě enzymy využívající ATP které rozvinou a oddělí dvě rodičovská vlákna a nakonec dají vzniknout replikačním vidlicím, které se dynamicky vzdalují od místa původu. DNA helikáza hydrolyzuje ATP, zatímco se váže na jednotlivé řetězce DNA. 
  • Další místo, během DNA polymerace, DNA polymeráza podporuje syntézu fosfodiesterové vazby hydrolyzované 2 molekulami fosfátu poskytnutými (beta a gama) fosfátem přímo získaným z dNTP, nejčastěji ATP.

Co je replikace DNA v biologii?

replikace DNA je nezbytným procesem pro udržení živých organismů, protože je nezbytným předpokladem pro buněčné dělení

Replikace DNA je interakce, při které se duplikuje dvojnásobná DNA, aby se vytvořila dvě vlákna DNA identické v přírodě. Replikace je základním procesem DNA, protože dvě nově vytvořené buňky by měly obsahovat podobnou DNA jako rodičovská buňka v jakémkoli bodě buněčného dělení. 

Následuje stručný popis procesu replikace:

  • Replikace DNA začíná v přesném bodě, který se nazývá počátek replikace, kde začíná odvíjení dvojité šroubovice DNA.
  • Poté se vytvoří krátká část RNA, známá jako primer, která probíhá jako začátek fázi pro syntézu DNA.
  • Protein zvaný DNA polymeráza dále začne replikovat DNA koordinací se bázemi do prvního vlákna.
  • Když je replikace dokončena, RNA primer je nahrazen DNA a jakákoli mezera mezi nedávno vytvořeným řetězcem DNA je fixována spolu s enzymy.
  • Replikace DNA je kritický proces; tímto způsobem buňka upravuje nedávno začleněnou DNA, aby zaručila, že nebudou zobrazeny chyby nebo mutace.
  • Když je DNA v buňce reprodukována, buňka se může rozdělit na dvě části, z nichž každá má nerozeznatelnou (identickou) kopii první DNA.

Jak je proces replikace DNA zodpovědný za zachování dědičnosti?

Proces replikace DNA zachovává integritu genomu i dědičnost. Tajemství je přítomno ve vzoru replikace DNA.

Replikace DNA je, když buňka duplikuje svou DNA a DNA je následně rozdělena mezi dvě nově vytvořené buňky. Když se DNA duplikuje, je to dochází během S periody buňky cyklus (S označuje Syntézu). Tyto prostředky mají své místo v mitóze i meióze I. 

Proces replikace DNA zachovává dědičnost (genetickou integritu) následujícími způsoby:

  • Dvě repliky jsou vyrobeny z nově syntetizované DNA a starého DNA řetězce použitého jako templát pro dceřiné DNA vlákno. Tímto způsobem budou mít dvě dceřiné buňky „stejnou DNA“ (mám na mysli podobnou sekvenci) jako rodičovské buňky. 
  • Během replikace DNA existuje mnoho editačních komponent, což znamená opatření, která dokážou rozpoznat chybu během replikace a nakonec ji napravit. Tím je zajištěno, že podobné genetické informace předávané rodičovskou buňkou budou bezchybně odeslány do jejích dceřiných buněk. 
  • Samotná DNA polymeráza má funkci úprav/korektury. Pokud dojde k chybě, vrátí se zpět a vymaže (jako klíč pro vymazání na vašem počítači) právě přidanou nepřijatelnou základnu. 
  • Ať je to jakkoli, v některých případech nejsou chyby rozpoznány, a pokud nejsou odstraněny, nějaká nepřijatelná přidaná báze může způsobit mutaci a říci, že mutace bude „opravena“.

Co je primer při replikaci DNA?

Ke spuštění je nutný primer replikační proces, protože DNA polymeráza vyžaduje RNA primer k zahájení syntézy DNA.

Primer je krátká sekvence ribonukleové kyseliny (RNA), která zahajuje replikaci DNA. U živých forem života jsou primery krátké fragmenty RNA. Primér by měl být vytvořen pomocí enzymu známého jako primáza. Je to druh RNA polymeráza před replikací DNA může se stát. 

Vytvoření základního nátěru je nezbytné, protože enzymy, které replikují DNA, nazývané DNA polymerázy, mohou připojit nové nukleotidy DNA k aktuálnímu řetězci nukleotidů. Primer tedy slouží k primování a vytvoření základu pro replikaci DNA.

Primer se vyjme před dokončením replikace DNA a mezery v řetězci DNA se vyplní pomocí DNA polymeráz. Primery lze také navrhnout a optimalizovat pomocí přesných nukleotidových sekvencí komplementárních k templátovému řetězci DNA. V procesu polymerázové řetězové reakce se používají DNA primery.

primer
Obrázek: DNA polymeráza ke spuštění procesu replikace vyžaduje RNA primery. Obrázek kreditu: Wikimedia

Jaké jsou některé inhibitory replikace DNA?

Inhibitory replikace DNA se pravidelně používají v protirakovinných a antivirových přípravcích. Inhibitory brání replikaci DNA dvěma vzájemně souvisejícími způsoby: 

•        Přímá interakce s předpoklady potřebnými pro počátek polymerace DNA a replikace

•        Rušení na kontrolních bodech. Bezprostředním cílem „farmakologických cílů“ jsou cyklin-dependentní kinázy, DNA templáty, DNA polymerázy, prodloužení řetězce, pooly prekurzorů nukleotidů. 

Následuje několik důvodů, proč jsou kontrolní body během procesu dělení buněk a replikace DNA důležité:

  • Odpověď na kontrolní bod („Intra S-stadium“) byla poprvé u pacientů s ataxií telangiektázie (AT) poprvé uznána za jejich nedostatečnost.
  • Tyto kontrolní body umožňují udržení poškození DNA iniciovaného inhibitorem.
  • Tyto kontrolní body mohou také spustit apoptózu (programovaná buněčná smrt).
  • V praxi lze odpověď kontrolního bodu odlišit od bloku přímé replikace, když lze překážku replikace zmírnit určenými inhibitory kontrolního bodu, například Chk1 nebo Chk2, inhibitory ATM/ATR.
Inhibice
Obrázek: Možné přístupy k inhibici procesu replikace DNA. Obrázek kreditu: Wikimedia

Také čtení:

     

Zanechat komentář