Chyby v replikaci DNA: 13 faktů, které většina začátečníků neví

by

Replikace DNA může být někdy na vině kvůli přidání nebo deleci nových nukleotidových bází. Podívejme se, jak dochází k chybám při replikaci DNA.

Chyby v replikace DNA jsou známé jako Strand Slippage, kde jsou nové nukleotidové báze přidány nebo odstraněny mutací nebo trvalými změnami sekvence atd. DNA. Čerstvě vylučované smyčky pramenů trochu zhasnou. Pro tuto změnu je výsledkem přidání nebo delece extra nukleotidové báze.

V replikaci DNA existují především tři typy chyb. Jsou to substituce bází, delece a vkládání. Pokud není chyba opravena, může způsobit rakovinu. Zde opravný mechanismus DNA opravuje všechny chyby.

Pojďme diskutovat o tom, zda je replikace DNA přesná, jaké všechny chyby jsou v replikaci DNA, příčiny a důsledky chyb v replikaci DNA a mnoho dalších souvisejících témat v tomto článku.

Je replikace DNA přesná?

Míra chyb v replikaci DNA je velmi menší. Podívejme se, zda je replikace DNA přesná nebo ne.

Replikace DNA je přesná, takže míra chyb v replikaci DNA může být zanedbatelná. Toto je tvořeno způsobem jako genom stabilita je závislá na přesnosti replikace DNA. Ale vadné genomy mohou být pro zvířecí tělo fatální kvůli mutaci celého genofondu.

Přesnost replikace DNA je dobře definována díky třem faktorům. Oni jsou Nukleotid selektivita, Korektura, a Oprava nesouladu. Tyto faktory jsou hlavní příčinou menšího počtu chyb v replikaci DNA.

Jaké jsou chyby v replikaci DNA?

Chyby v replikaci DNA jsou způsobeny především depurinací celého genomového fondu. Pojďme diskutovat o tom, jaké všechny jsou možné chyby v replikaci DNA.

Chyby v replikaci DNA se dělí na tři typy: Chyby replikace, depurinace DNA a poškození DNA tvorbou aktivních forem kyslíku.

Podívejme se níže na další informace týkající se chyb v replikaci DNA:

  • Rozbití je způsobeno molekulou vody, která vede k nukleotidu, který neobsahuje puriny. Toto nelze použít při replikaci.
  • Puriny prosté nemohou fungovat během replikace DNA jako templátu.
  • Ztráta aminoskupiny z nukleotidu je také způsobena deaminací za to, že nefunguje jako templát během chyb v replikaci DNA reakcí vody.
  • Tyto nezamýšlené příčiny jsou opět opraveny procesem opravy DNA.
  • Ale pak je přidán nový nukleotid, který se stává trvalou mutací.
  • Vyskytuje se během syntézy nového vlákna.
  • Nahromaděné mutace nebo trvalé změny sekvence jsou příčinou tohoto špatného chování v buněčné DNA.

Příčiny chyb v replikaci DNA

Existuje několik důvodů pro příčinu chyb v replikaci DNA. Podívejme se podrobně, jaké jsou.

Chyby v replikaci DNA jsou způsobeny hlavně kvůli odlišné povaze párů bází. Mohou mít buď různou povahu, nebo mohou být netautomerní v chemických formách.

Hlavní tři příčiny chyb v replikaci DNA jsou podrobně pojednáno níže:

1. Delece : Delece je jednou ze základních chyb při replikaci DNA. Způsobuje posun rámce celého genofondu. Změní sekvenci DNA zničením jednoho (alespoň) nebo více nukleotidů.

2. Inzerce: Inzerce je další základní chybou při replikaci DNA. Způsobuje posun rámce celého genofondu. Změní sekvenci DNA přidáním jednoho (alespoň) nebo více párů nukleotidových bází.

3. Substituce bází: Substituce bází je také jednou z důležitých chyb při replikaci DNA. Nahradí správný nukleotid jakýmkoli jiným nukleotidem, který změní celý genofond. Může také měnit jednu aminokyselinu za jinou.

Chybovost replikace DNA

Jak již bylo zmíněno dříve, existuje malá šance, že při replikaci DNA mohou nastat chyby. Podívejme se na rychlost, s jakou dochází k chybám v DNA.

Chybovost replikace DNA je jeden z 10^10 nukleotidů během syntézy DNA. Je to sice méně, ale následky mohou být fatální. Je to 10^-9 až 10^-11 chyb v replikaci DNA podle páru bází. Vysoká věrnost procesu je velmi zásadní pro zachování přesnosti genetické identity.

Například, E. coli dělá pouze jednu chybu na miliardu kopií nukleotidů. Svou replikaci dokončí do 60 minut a dokáže replikovat 2000 nukleotidů za sekundu. Ve srovnání s lidským tělem je počet jeho chyb nízký.

Účinky chyb v replikaci DNA

Následky chyb v replikaci DNA jsou hlavně fatální. Podívejme se podrobně na účinky chyb v replikaci DNA.

Chyby v replikaci DNA mohou vést k nádorům, rakovině atd. Chyby mohou vést k mutacím, které dále vedou k nádorům a nakonec způsobují rakovinu.

Některé z účinků chyb v replikaci DNA jsou:

1. Zárodečná mutace

2. Chromozomální změny

3. Frameshift mutace

4. Bodová mutace

Pokud nejsou chyby v DNA opraveny včas korekturou, dochází k mutacím. Některé účinky chyb v replikaci DNA jsou srpkovitá anémie, jedna forma beta talasémie, cystická fibróza, Etc.

Mohou chyby v replikaci DNA vést k mutacím?

Opravný mechanismus opravuje všechny chyby, ke kterým dochází během replikace DNA. Pojďme diskutovat o tom, zda chyby v replikaci DNA vedou k mutacím.

Chyby v replikaci DNA mohou vést k mutacím, jako je trvalá mutace. V mechanismu opravy DNA najdou opravné enzymy chyby, které se vyskytují, a odstraní je. Následně naberou správný nukleotid na místo. Některé chyby replikace však tyto procesy projdou a dojde k mutacím.

Například některé základní substituční mutace jsou bodové mutace, jako jsou tiché, missense a nesmyslné mutace. Kromě některých mutací, jako je mutace posunu rámce, zárodečná nebo somatická mutace. Hlavní typy mutací jsou delece, inverze, inzerce, duplikace, translokace, genová amplifikace atd.

Jak mohou chyby v replikaci DNA vést k mutacím?

Chyby v replikaci DNA mohou vést k mutaci i v trvalé mutaci. Hraje tedy velmi důležitou roli. Formování některých postav pomáhá vést. Pojďme si to vysvětlit.

Níže uvedený seznam podrobně ukazuje, jak mohou chyby v replikaci DNA vést k mutacím:

  • Chyby v replikaci DNA mohou vést k mutacím, zejména v případě expanze TNR (trinukleotidové repetice).
  • Tato repetice přispívá ke skluzu DNA polymerázy během replikace.
  • Sekundární struktury jsou tvořeny jako vlásenky uvnitř pramene.
  • Takové sekundární struktury se tvoří díky opakující se sekvenci expanzí trinukleotidů.
  • Za tímto účelem se enzymy vrátí a replikují původní část.
  • V důsledku toho k opravě nedochází. Protože k opravě nedochází pro chyby chyb v replikaci DNA, postupuje podle předchozí cesty.
  • Za tímto účelem pokračují chyby replikace DNA a v důsledku toho dochází k mutaci specificky trvalé mutaci.

Které typy mutací jsou způsobeny náhodnými chybami v replikaci DNA?

V době chyb v replikaci DNA dochází ke třem typům mutací. Ale pod mazáním, vkládáním, substitucí bází je více typů. Pojďme o nich diskutovat.

Typy mutací, jako je bodová mutace, chromozomální mutace, zárodečná nebo somatická mutace a posunová mutace, jsou způsobeny náhodnými chybami v replikaci DNA. Pod bodovou mutací existuje více typů. Kromě toho mohou být tyto mutace způsobeny různými důvody.

Mutace je způsobena látkou zvanou mutagen. Může to být záření, chemikálie, toxické materiály nebo něco jiného. V prostředí jsou velmi spontánní.

Bodová mutace

Bodová mutace je typ mutace, kdy je pouze jeden nukleotid změněn nebo posunut nebo nahrazen. Existují tři typy bodových mutací v chybách replikace DNA. Jsou tiché, missense a nesmyslné mutace.

Chromozomální mutace

V případě chromozomální mutace dochází ke změně struktury chromozomu při chybách replikace DNA. Mohou být změněny nebo změněny jádrem.

Frameshift Mutace

V Frameshift mutaci mohou být nukleotidy přidány nebo odstraněny v chybách v replikaci DNA. Za tímto účelem se změní posun celého rámce DNA poolu. Tento posun může provést jeden nebo mnoho nukleotidů.

Indukované mutace jsou iniciovány chybami v replikaci DNA

Mutace mění celou sekvenci DNA konkrétního organismu. Podívejme se více na indukované mutace, které jsou iniciovány chybami v replikaci DNA.

Indukované mutace jsou iniciovány chybami v replikaci DNA, protože při dělení buněk dochází k explozi mutagenů v DNA, které během procesu replikace, vést je k mutaci.

Indukovaná mutace pak vede k mutaci trvalé. Genová mutace může být způsobena v mnoha genech nebo může být příčinou ztráty jednoho nebo více genů. Dokáže změnit nukleotidy DNA (jeden nebo více).

Jak se opravují chyby replikace DNA?

Chyby v replikaci DNA jsou opraveny některým spolehlivým procesem. Podívejme se podrobně, jaké jsou.

Chyby replikace DNA se opravují hlavně dvěma postupy, kterými jsou korektura a oprava neshody. Korektura je místo, kde se chyby v replikaci DNA reformují během replikace DNA, a oprava chybného párování je místo, kde se chyby reformují po replikaci DNA.

Korektura

Korektura vytváří strukturu, která vyzývá ostatní proteiny k opravě chyby, protože proteiny v ní jsou schopny omezit chyby v replikaci DNA.

Když dojde ke korektuře, polymerázová forma DNA identifikuje chyby v replikaci DNA. Poté nahradí nesprávně vložený nebo odstraněný nukleotid. Po opravě replikace pokračuje svým vlastním tokem.

Oprava nesouladu

Oprava neshody je, když jsou chyby opraveny poté, co formace vidlice není opravena během replikace DNA. Ale je to specifické pro jednotlivé prameny. Chyby v replikaci DNA se po procesu reformují, protože jde o konečnou opravu.

Při opravě neshody existují určité geny, které pomáhají předcházet chybám v replikaci DNA po dokončení replikace. Geny jsou PMS2, MLH1, MSH2, MSH6.

chyby v replikaci DNA
Oprava chyby replikace z wikipedia

.

Proč mají chyby replikace DNA větší dopad než chyby v transkripci?

Replikace je velmi významný proces než transkripce. Kromě toho chyby transkripce RNA nemají dopad jako chyby v replikaci DNA. Pojďme o tom diskutovat.

Chyby replikace DNA mají větší dopad než chyby v transkripci RNA, protože není dědičná jako chyby v replikaci DNA. Kromě toho se během transkripce mění velmi malý počet proteinů. Změna není příliš škodlivá jako replikace a lze ji vyléčit.

Například míra chyb v transkripci je 2.3*10^-5 v mRNA až 5.2*10^-5 v rRNA na nukleotid pro určitý druh bakterií. Ale nepřenáší se na další generaci jako chyby v replikaci DNA.

Může buňka opravit chybu replikace DNA?

Buňka může opravit některé chyby replikace DNA. Je velmi šťastné, že buňky mají některé z vynikající kvality k nápravě chyb. Pojďme prozkoumat více.

Buňka může v některých případech opravit chyby replikace DNA. Buňky mají specifické vlastnosti pro boj s některými chybami chyb v replikaci DNA. Buňky je také mohou v určitém procentu opravit. Během buněčného cyklu je mohou buňky zvládnout pomocí korektury a opravy neshod.

Některé z opravných mechanismů pro potírání a opravy chyb v replikaci DNA během buněčného cyklu jsou přímé obrácení poškození, oprava excize, oprava po replikaci, BER (oprava základní excize), NER (oprava excizí nukleotidů), MMR (oprava nesprávného párování), HR (homologní rekombinace) a NHEJ (nehomologické spojování konců).

Proč jsou chyby v replikaci DNA tak vzácné?

Chyby v replikaci DNA jsou tak vzácné, že se jedna chyba vyskytuje v miliardách nukleotidů při kopírování. Pojďme pochopit důvod za tím.

Chyby v replikaci DNA jsou tak vzácné, protože korektury a opravy nesouladu mechanismy opravy chyb. Občas se vyskytuje, když jsou nesprávné nukleotidy vloženy polymerázou DNA. Pokud tomu tak není, mohou vést k mutaci, která může vést k rakovině.

Korektura řeší všechny chyby před replikací a nesoulad řeší chyby po replikaci. V důsledku toho je chybovost jedna z každých 10^4 až 10^5 nukleotidů v syntéze. I když se vyskytnou nějaké chyby, míra je nižší než 0.001 %.

Czačleňování

Na konci článku je dokázáno, že chyby v replikaci DNA jsou velmi vzácné a pokud chyba zůstane po opravných mechanismech, může to vést k trvalé mutaci (i když mnoho malých mutací), která má za následek rakovinu nebo jiné fatální zdravotní podmínky i pro další generace. Protože replikace DNA je velmi zásadní a důležitý postup během buněčného cyklu, jedná se o vysoce chráněný systém.

Také čtení: