Replikacja w biologii jest ważnym procesem molekularnym komórek ciała

Kwasy nukleinowe odgrywają ważną rolę wutrzymanie żywotnej aktywności komórek żywych organizmów. Ważnym przedstawicielem tej grupy związków organicznych jest DNA, który przenosi wszystkie informacje genetyczne i jest odpowiedzialny za manifestację niezbędnych cech.

Czym jest replikacja?

W procesie podziału komórki konieczne jest zwiększenieliczba kwasów nukleinowych w jądrze, tak, że nie ma utraty informacji genetycznej w procesie. W biologii replikacja polega na powielaniu DNA przez syntezę nowych łańcuchów.

Głównym celem tego procesu jest przeniesienie informacji genetycznej do komórek potomnych w niezmienionej postaci bez żadnych mutacji.

Enzymy i białka replikacji

Podwojenie cząsteczki DNA można porównać do dowolnegoproces metaboliczny w komórce, dla której potrzebne są odpowiednie białka. Ponieważ w biologii replikacja jest ważnym składnikiem podziału komórkowego, odpowiednio bierze w tym udział wiele pomocniczych peptydów.

• Polimeraza DNA jest najważniejszym enzymem reduplikacji,który jest odpowiedzialny za syntezę łańcucha potomnego kwasu dezoksyrybonukleinowego. W cytoplazmie komórek, w replikacji muszą być obecne nukleinowego, trifosforany, które wprowadzają wszystkie nukleinowe.

Te zasady są monomerami kwasu nukleinowegokwas, więc cały łańcuch cząsteczki jest z nich zbudowany. Polimeraza DNA jest odpowiedzialna za proces składania w odpowiedniej kolejności, w przeciwnym razie nieuniknione jest występowanie wszystkich rodzajów mutacji.

• Prymaza jest białkiem, za które odpowiadatworzenie primera na nić DNA matrycy. Ten primer jest również nazywany primerem, ma strukturę RNA. Dla enzymu polimerazy DNA ważna jest obecność początkowych monomerów, z których możliwa jest dalsza synteza całego łańcucha polinukleotydowego. Ta funkcja jest wykonywana przez starter i jego odpowiedni enzym.
• Helicase (Helicase) tworzy widelec replikacyjny, który jest rozbieżnością łańcuchów macierzy przez rozbicie wiązań wodorowych. Łatwiej więc polimerazom zbliżyć się do cząsteczki i rozpocząć syntezę.
• Topoizomeraza. Jeśli wyobrażamy sobie cząsteczkę DNA w postaci skręconej liny, gdy polimeraza porusza się wzdłuż łańcucha, z powodu silnego skręcania powstanie napięcie dodatnie. Problem ten rozwiązuje topoizomeraza, enzym, który rozrywa łańcuch na krótki czas i rozkłada całą cząsteczkę. Następnie uszkodzone miejsce zostaje ponownie zszyte, a DNA nie odczuwa napięcia.
• Białka Ssb, takie jak grona, przyłączają się do nici DNA w widełkach replikacyjnych, aby zapobiec ponownemu tworzeniu się wiązań wodorowych przed zakończeniem procesu reduplikacji.
• Ligase. Funkcją enzymu jest sieciowanie fragmentów Ozakaki na opóźniający łańcuch cząsteczki DNA. Następuje to przez wycięcie starterów i wstawienie w ich miejsce natywnych monomerów kwasu dezoksyrybonukleinowego.

W biologii replikacja jest złożonawieloetapowy proces, który jest niezwykle ważny w podziale komórkowym. Dlatego też do prawidłowej i prawidłowej syntezy konieczne jest zastosowanie różnych białek i enzymów.

Mechanizm reduplikacji

Istnieją 3 teorie wyjaśniające proces dublowania DNA:

1. Konserwatysta twierdzi, że jedna córka cząsteczki kwasu nukleinowego ma charakter matrycowy, a druga jest całkowicie syntetyzowana od zera.
2. Półkonserwat jest sugerowany przez Watsona i Cricka i potwierdzony w 1957 roku w eksperymentach na E. Coli. Ta teoria mówi, że obie córki DNA mają jeden stary łańcuch i jeden nowo syntetyzowany.
3. Mechanizm dyspersyjny opiera się na teorii, że cząsteczki potomne mają na całej długości naprzemienne odcinki, składające się zarówno ze starych, jak i nowych monomerów.

Teraz naukowo udowodniono pół-konserwatywny model. Czym jest replikacja na poziomie molekularnym? Na początku helikazy pękają wiązania wodorowe cząsteczki DNA, otwierając w ten sposób oba łańcuchy dla enzymu polimerazy. Te ostatnie, po utworzeniu starterów, rozpoczynają syntezę nowych łańcuchów w kierunku 5'-3 '.

Najważniejsza jest właściwość antyrównolegowości DNAprzyczyna powstawania, wiodących i opóźniających łańcuchów. W wiodącym łańcuchu polimeraza DNA porusza się w sposób ciągły, a na opóźnieniu tworzy fragmenty Okaucasia, które w przyszłości zostaną połączone z ligazą.

Funkcje replikacji

Ile cząsteczek DNA w jądrze po replikacji? Sam proces obejmuje podwojenie zestawu genetycznego komórki, więc w syntetycznym okresie mitozy diploidalny zestaw ma dwa razy więcej cząsteczek DNA. Taki wpis jest zwykle oznaczony jako 2n 4c.

Oprócz biologicznego znaczenia replikacji naukowcyznalazło zastosowanie w różnych dziedzinach medycyny i nauki. Jeśli w biologii replikacja jest duplikacją DNA, to w laboratorium mnoży się cząsteczki kwasu nukleinowego, tworząc kilka tysięcy kopii.

Metodę tę nazwano reakcją łańcuchową polimerazy (PCR). Mechanizm tego procesu jest podobny do replikacji in vivo, dlatego do jego przebiegu wykorzystuje się podobne enzymy i układy buforowe.

Wnioski

Replikacja ma ważne znaczenie biologicznedla żywych organizmów. Transfer informacji genetycznej w podziale komórkowym odbywa się nie bez podwojenia cząsteczek DNA, dlatego skoordynowana praca enzymów jest ważna na wszystkich etapach.