АдукацыяСярэднюю адукацыю і школы

Што такое редупликация ДНК? Працэс редупликации ДНК

Малекула ДНК - гэта якая знаходзіцца ў храмасоме структура. Адна храмасома змяшчае адну такую малекулу, якая складаецца з двух нітак. Редупликация ДНК - гэта перадача інфармацыі пасля самапрайгравання нітак ад адной малекулы на іншую. Яна ўласціва як ДНК, так і РНК. У дадзеным артыкуле разглядаецца працэс редупликации ДНК.

Агульныя звесткі і віды сінтэзу ДНК

Вядома, што ніткі ў малекуле закручаны. Аднак, калі пачынаецца працэс редупликации ДНК, яны деспирализуются, затым адыходзяць ў бакі, і на кожнай сінтэзуецца новая копія. Па завяршэнні з'яўляюцца дзве абсалютна ідэнтычныя малекулы, у кожнай з якіх прысутнічае матчына і даччыная ніткі. Такі сінтэз атрымаў назву полуконсервативный. Малекулы ДНК адсоўваюцца, застаючыся пры гэтым у адзінай центромере, і канчаткова разыходзяцца толькі тады, калі ў гэтай центромеры пачынаецца працэс дзялення.

Іншы выгляд сінтэзу атрымаў назву репаратівным. Ён, у адрозненне ад папярэдняга, не звязаны з якой-небудзь клеткавай стадыяй, але пачынаецца пры ўзнікненні пашкоджанняў ДНК. Калі яны носяць занадта шырокі характар, то клетка ў рэшце рэшт гіне. Аднак, калі пашкоджанні тутэйшыя, то іх можна аднавіць. У залежнасці ад праблемы аднаўленню падлягае асобная ці дзве адразу ланцужкі ДНК. Гэты, як яго яшчэ называюць, пазапланавы сінтэз не займае працяглага часу і не патрабуе вялікіх энергазатрат.
Але калі адбываецца редупликация ДНК, то расходуецца шмат энергіі, матэрыялу, працягласць яго расцягваецца на гадзіннік.
Редупликация дзеліцца на тры перыяды:

  • ініцыяцыю;
  • элангацыях;
  • тэрмінацыю.

Разгледзім падрабязней гэтую паслядоўнасць редупликации ДНК.

ініцыяцыя

У ДНК чалавека - некалькі дзесяткаў мільёнаў пар нуклеатыдаў (у жывёл іх налічваецца ўсяго сто дзевяць). Редупликация ДНК пачынаецца ў многіх месцах ланцужкі па наступных прычынах. Прыкладна ў гэты ж час у РНК адбываецца транскрыпцыя, але на час сінтэзу ДНК яна прыпыняецца ў некаторых асобных месцах. Таму перад такім працэсам у цытаплазме клеткі назапашваецца дастатковую колькасць рэчыва для таго, каб падтрымаць экспрэсію генаў і каб жыццядзейнасць клеткі не была парушаная. З прычыны гэтага працэс павінен праходзіць як мага хутчэй. Трансляцыя ў гэты перыяд ажыццяўляецца, а транскрыпцыя не вядзецца. Як паказалі даследаванні, редупликация ДНК адбываецца адразу ў некалькіх тысячах кропак - невялікіх участках з пэўнай паслядоўнасцю нуклеатыдаў. Да іх далучаюцца спецыяльныя инициаторные вавёркі, да якіх у сваю чаргу далучаюцца іншыя ферменты редупликации ДНК.

Фрагмент ДНК, дзе адбываецца сінтэз, называецца репликоном. Ён пачынаецца ад пункту пачатку і заканчваецца тады, калі фермент завяршае рэплікацыю. Репликон аўтаномны, а таксама забяспечвае ўвесь працэс уласным забеспячэннем.
Працэс можа пачацца не з усіх пунктаў адразу, дзесьці ён пачынаецца раней, дзесьці - пазней; можа працякаць у адным або ў двух процілеглых кірунках. Падзеі адбываюцца ў наступным парадку, калі ўтвараюцца:

  • репликационная відэлец;
  • РНК-затраўка.

Репликативная відэлец

Гэтая частка ўяўляе сабой працэс, пры якім на адлучэнне нітках ДНК адбываецца сінтэз дэзаксірыбануклеінавай нітак. Відэльцы пры гэтым ўтвараюць так званы вочка редупликации. Працэсу папярэднічае цэлы шэраг дзеянняў:

  • вызваленне ад сувязі з гистонами ў нуклеосоме - такія ферменты редупликации ДНК як метилирование, ацэтылявання і фасфараляванне вырабляюць хімічныя рэакцыі, у выніку якіх вавёркі губляюць свой станоўчы зарад, што спрыяе іх вызвалення;
  • деспирализация - гэта раскручванне, якое неабходна для далейшага вызвалення нітак;
  • разрыў сувязяў вадароду паміж ніткамі ДНК;
  • іх разыходжанне ў розныя бакі малекулы;
  • фіксацыя, якая адбываецца пры дапамозе бялкоў SSB.

РНК-затраўка

Сінтэз ажыццяўляе фермент, пад назвай ДНК-полимераза. Аднак пачаць яго самастойна ён не можа, таму гэта робяць іншыя ферменты - РНК-полимеразы, якія называюць яшчэ РНК-затраўкі. Яны сінтэзуюцца паралельна дэзаксірыбануклеінавай ніткам па камплементарнай прынцыпе. Такім чынам, ініцыяцыя сканчаецца сінтэзам двух РНК-затравок на двух разарваных і якія адышлі ў розныя бакі нітках ДНК.

элангацыях

Дадзены перыяд пачынаецца з далучэння нуклеатыдаў і 3 'канца РНК-затраўкі, што ажыццяўляе ўжо згаданая ДНК-полимераза. Да першага яна далучае другі, трэці нуклеатыд, і гэтак далей. Падставы новай ніткі злучаюцца з матчынай ланцужком вадароднымі сувязямі. Лічыцца, што сінтэз ніткі ідзе ў напрамку 5 '- 3'.
Там, дзе ён адбываецца ў бок репликационной відэльцы, сінтэз працякае бесперапынна і даўжэе пры гэтым. Таму такую нітку называюць вядучай або лідзіруючай. На ёй РНК-затраўкі больш не фармуюцца.

Аднак на супрацьлеглым мацярынскай ніткі ДНК-нуклеатыдаў працягваюць далучацца да РНК-затраўкі, і дэзаксірыбануклеінавая ланцуг сінтэзуецца ў процілеглым ад відэльцы редупликации кірунку. Яе ў гэтым выпадку называюць спазняецца ці адсталы.

На адсталы ніткі сінтэз адбываецца фрагментарна, дзе пасля заканчэння аднаго ўчастка пачынаецца сінтэз на іншым участку паблізу пры дапамозе ўсё той жа РНК-затраўкі. Такім чынам, на позніцца ланцуга маюцца два фрагменты, якія злучаныя ДНК і РНК. Яны атрымалі назву фрагменты Оказаки.

Далей усё паўтараецца. Тады распляталіся іншы віток спіралі, разрываюцца сувязі вадароду, ніткі разыходзяцца ў бакі, вядучая ланцуг даўжэе, на адсталы сінтэзуецца наступны фрагмент РНК-затраўкі, пасля чаго - фрагмент Оказаки. Пасля гэтага на позніцца ніткі РНК-затраўкі руйнуюцца, а фрагменты ДНК злучаюцца ў адну. Так на гэтым ланцугу адбываецца адначасова:

  • адукацыя новых РНК-затравок;
  • сінтэз фрагментаў Оказаки;
  • разбурэнне РНК-затравок;
  • ўз'яднанне ў адну адзіную ланцуг.

Тэрмінацыя

Працэс працягваецца да таго часу, пакуль дзве репликативные відэльцы ня сустрэнуцца, або адна з іх не падыдзе да канца малекулы. Пасля сустрэчы відэльцаў даччыныя ніткі ДНК злучаюцца ферментам. У выпадку ж, калі відэлец адышла да канца малекулы, редупликация ДНК заканчваецца з дапамогай спецыяльных ферментаў.

карэкцыя

У дадзеным працэсе важная роля адводзіцца кантролі (або карэкцыі) редупликации. Да месца сінтэзу паступаюць усе чатыры віды нуклеатыдаў, а шляхам пробнага спарвання ДНК-полимераза адбірае тыя, якія неабходныя.

Патрэбны нуклеатыд павінен быць здольны сфармаваць столькі ж сувязяў вадароду, колькі аналагічны нуклеатыд на матрычнай ніткі ДНК. Акрамя таго, паміж сахарофосфатными касцякамі павінна быць пэўнае пастаяннае адлегласць, якое адпавядае тром колцаў ў двух падставах. Калі нуклеатыд не адпавядае гэтым патрабаванням, злучэнне адбывацца не будзе.
Кантроль праводзіцца перад уключэннем яго ў склад ланцуга і перад уключэннем наступнага нуклеатыдаў. Пасля гэтага фармуецца сувязь у драбах сахарофосфата.

Мутацыйная зменлівасць

Механізм редупликации ДНК, нягледзячы на высокі працэнт дакладнасці, заўсёды мае парушэнні ў нітках, якія завуцца ў асноўным «геннымі мутацыямі». Прыкладна на тысячу нуклеотидных пар прыходзіцца адна памылка, якая называецца конвариантная редупликация.

Яна здараецца з розных прычынаў. Да прыкладу, пры высокай ці занадта нізкай канцэнтрацыі нуклеатыдаў, дезаминирования цитозина, прысутнасці мутагенным ў галіне сінтэзу, і іншае. У некаторых выпадках памылкі могуць выправіцца рэпарацыйных працэсамі, у іншых выпраўленне становіцца немагчымым.

Калі пашкоджанне кранула неактыўнага месцы, памылка не будзе мець цяжкіх наступстваў, калі адбываецца працэс редупликации ДНК. Паслядоўнасць нуклеатыдаў таго ці іншага гена можа праявіцца з памылкай спарвання. Тады справа ідзе інакш, і негатыўным вынікам можа стаць як гібель гэтай клеткі, так і гібель ўсяго арганізма. Варта таксама ўлічваць, што генныя мутацыі заснаваныя на мутацыйнай зменлівасці, якая робіць генафонд пластычней.

Метилирование


У момант сінтэзу або адразу пасля яго адбываецца метилирование ланцугоў. Лічыцца, што ў чалавека гэты працэс патрэбен для таго, каб сфармаваць храмасомы і рэгуляваць транскрыпцыю генаў. У бактэрыя дадзены працэс служыць абаронай ДНК ад разразання яго ферментамі.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 be.birmiss.com. Theme powered by WordPress.