Çoğaltma çatalı nedir?



çoğaltma çatalı DNA replikasyonunun gerçekleştiği nokta, aynı zamanda bir büyüme noktası olarak da adlandırılır. Y şeklindedir ve replikasyon ilerledikçe, saç tokası DNA molekülü tarafından yer değiştirir.

DNA replikasyonu, hücrede genetik materyalin çoğaltılmasını içeren hücresel işlemdir. DNA'nın yapısı çift sarmaldır ve içeriğini çoğaltmak için açılmalıdır. İpliklerin her biri, yeni DNA zincirinin bir parçası olacaktır, çünkü çoğaltma bir yarı-koruyucu işlemdir.

Çoğaltma çatalı, yeni ayrılmış şablon veya şablon zincirleri ile henüz çoğaltılmamış olan dubleks DNA arasındaki bağlantı arasında oluşur. DNA replikasyonunu başlatırken, iplikçiklerden biri kolayca kopyalanabilir, diğer iplikçik polarite problemiyle karşı karşıya kalır.

Zinciri polimerize etmekten sorumlu enzim - DNA polimeraz - sadece DNA zincirini 5'-3 'yönünde sentezler. Böylece, bir iplikçik süreklidir ve diğeri Okazaki'nin parçalarını üreten, süreksiz bir çoğaltma geçirir.

indeks

  • 1 DNA replikasyonu ve replikasyon çatalı
    • 1.1 Tek yönlü ve çift yönlü çoğaltma
    • 1.2 İlgili enzimler
    • 1.3 Replikasyon başlangıcı ve çatal oluşumu
    • 1.4 Çatalın uzaması ve hareketi
    • 1.5 Fesih
  • 2 DNA replikasyonu yarı-koruyucudur
  • 3 Kutupsallık sorunu
    • 3.1 Polimeraz nasıl çalışır??
    • 3.2 Okazaki parçalarının üretimi
  • 4 Kaynakça

DNA replikasyonu ve replikasyon çatalı

DNA, bazı virüsler hariç, tüm canlı organizmaların gerekli genetik bilgisini tutan moleküldür..

Dört farklı nükleotitten (A, T, G ve C) oluşan bu büyük polimer, ökaryotların çekirdeğinde, bu varlıkların dokularını oluşturan hücrelerin her birinde (memelilerin olgun kırmızı kan hücreleri hariç) bulunur çekirdek).

Bir hücre her bölündüğünde, genetik materyale sahip yeni bir hücreyi oluşturmak için DNA'nın çoğaltılması gerekir..

Tek yönlü ve çift yönlü çoğaltma

Çoğaltma, kaynak noktadaki çoğaltma çatalının oluşumuna bağlı olarak, tek yönlü veya çift yönlü olabilir..

Mantıksal olarak, bir yönde çoğaltma durumunda, sadece bir çatal oluşturulurken, iki yönlü çoğaltmada iki çatal oluşturulur.

İlgili enzimler

Bu işlem için, hızlı çalışan ve DNA'yı kesin bir şekilde kopyalayabilen karmaşık bir enzimatik makine gereklidir. En önemli enzimler DNA polimeraz, DNA primaz, DNA helikaz, DNA ligaz ve topoizomerazdır..

Çatalın çoğalması ve oluşumu

DNA replikasyonu, molekül içindeki herhangi bir rastgele yerde başlamaz. DNA'da replikasyon başlangıcını gösteren spesifik bölgeler vardır..

Çoğu bakteride, bakteriyel kromozomun AT açısından zengin bir başlangıç ​​noktası vardır. Bu kompozisyon mantıklıdır, çünkü bölgenin açılmasını kolaylaştırır (AT çiftleri iki hidrojen köprüsüyle, GC çifti ise üç ile birleştirilir).

DNA açılmaya başladığında, Y şeklinde bir yapı oluşur: çoğaltma çatalı.

Çatalın uzaması ve hareketi

DNA polimeraz, küçük zincirlerin sentezini sıfırdan başlatamaz. Polimerazın polimerleşmeye başlayacağı yere sahip olacak şekilde 3'ucu olan bir moleküle ihtiyacınız vardır..

Bu 3 'ucu, primer veya primer adı verilen küçük bir nükleotit molekülü tarafından sunulur. İlki, polimeraz için bir çeşit kanca görevi görür..

Çoğaltma sırasında, çoğaltma çatalı DNA boyunca hareket etme kabiliyetine sahiptir. Çoğaltma çatalının zifti, çift bantlı kızı moleküllerinin oluşumunu yönlendiren iki adet tek-bantlı DNA molekülü bırakır.

Çatal, DNA molekülünü çözen sarmal enzimlerin etkisi sayesinde ilerleyebilir. Bu enzim baz çiftleri arasındaki hidrojen bağlarını kırar ve çatalın yer değiştirmesine izin verir.

tamamlama

İki çatal menşeli 180 ° C'de olduğunda replikasyon sonlandırılır.

Bu durumda, bakterilerdeki replikasyon sürecinin nasıl aktığını ve replikasyon içeren dairesel molekülün tüm torsiyon sürecini vurgulamak gerektiğinden bahsederiz. Topoizomerazlar molekülün çözülmesinde önemli rol oynar.

DNA replikasyonu yarı-koruyucudur

Replikasyonun DNA'da nasıl gerçekleştiğini hiç merak ettiniz mi? Yani, başka bir çift sarmal, çift sarmaldan doğmalıdır, fakat bu nasıl olur? Birkaç yıl boyunca bu, biyologlar arasında açık bir soruydu. Birkaç permütasyon olabilir: iki eski iplik birlikte ve iki yeni birlikte veya çift sarmalı oluşturmak için yeni bir iplik ve eski.

1957'de, bu soru araştırmacılar Matthew Meselson ve Franklin Stahl tarafından cevaplandı. Yazarlar tarafından önerilen replikasyon modeli, yarı muhafazakardı..

Meselson ve Stahl, replikasyon sonucunun iki çift iplikli DNA molekülü olduğunu belirtti. Elde edilen moleküllerin her biri, eski bir iplikçikten (ana veya başlangıç ​​molekülünden) ve yeni sentezlenmiş yeni bir iplikçikten oluşur..

Kutupluluk sorunu

Polimeraz nasıl çalışır??

DNA sarmalının antiparalel bir şekilde çalışan iki zinciri oluşur: biri 5'-3 'yönünde, diğeri 3'-5' yönünde gider.

Replikasyon işleminde en önemli enzim, zincire eklenecek olan yeni nükleotitlerin bağlanmasının katalize edilmesinden sorumlu olan DNA polimerazdır. DNA polimerazı zinciri sadece 5'-3 'yönünde uzatabilir. Bu gerçek, zincirlerin çoğaltma çatalı içinde eşzamanlı kopyalanmasını önler.

Neden? Nükleotitlerin eklenmesi, bir hidroksil grubunun (-OH) bulunduğu serbest uçta 3 'oluşur. Bu nedenle, nükleotidin 3 'ucuna eklenmesiyle zincirlerden sadece bir tanesi kolayca büyütülebilir. Buna iletken veya sürekli iplik denir.

Okazaki parçalarının üretimi

Diğer iplik uzayamaz, çünkü serbest uç 5 've 3' değildir ve polimeraz içermez 5 'ucuna nükleotitlerin eklenmesini katalize eder. Sorun, her biri 5 'ila 3' normal replikasyon yönünde olan çok kısa fragmanların (130 ila 200 nükleotit) sentezi ile çözülür..

Parçaların bu süreksiz sentezi, DNA ligaz tarafından katalize edilen bir reaksiyon olan her bir parçanın birleşmesi ile sona erer. Bu mekanizmanın kurucusu şerefine Reiji Okazaki, sentezlenen küçük parçalara Okazaki'nin parçaları deniyor.

referanslar

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... ve Walter, P. (2015). Temel hücre biyolojisi. Garland Bilim.
  2. Cann, I. K. ve Ishino, Y. (1999). Archaeal DNA replikasyon: yapboz çözme parçalarının tanımlanması. genetik, 152(4), 1249-67.
  3. Cooper, G.M., ve Hausman, R.E. (2004). Hücre: Moleküler yaklaşım. Medicinska naklada.
  4. Garcia-Diaz, M. ve Bebenek, K. (2007). DNA polimerazların çoklu fonksiyonları. Bitki bilimlerinde eleştirel incelemeler, 26(2), 105-122.
  5. Lewin, B. (2008). genler IX. Mc Graw-Hill İnteramericana.
  6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K. ve Kunkel, T.A. (2003). Ökaryotik DNA polimerazların işlevleri. Bilim'in SAGE KE, 2003(8), 3.
  7. Steitz, T.A. (1999). DNA polimerazları: yapısal çeşitlilik ve ortak mekanizmalar. Biyolojik Kimya Dergisi, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J.D. (2006). Genin moleküler biyolojisi. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Sakal, W.A., Pedersen, L.G. & Wilson, S.H. (2013). DNA polimeraz mimarisinin yapısal karşılaştırması, polimeraz aktif bölgeye bir nükleotit geçiti gösterir.. Kimyasal yorumlar, 114(5), 2759-74.