מהי בהכפלה של DNA? התהליך של שכפול הדנ"א

מולקולת הדנ"א - ממוקמת מבנה הכרומוזום. כרומוזום אחד מכיל מולקולה יחידה המורכבת משני גדילים. בהכפלה של DNA - הוא העברת המידע לאחר הרבייה העצמית של חוטי מולקולה אחת לאחרת. זה טבוע הוא DNA ו- RNA. מאמר זה דן בתהליך שכפול ה- DNA.

מידע וסוגי כללי של סינתזת DNA

זה ידוע כי חוט שזור בתוך המולקולה. עם זאת, כאשר התהליך של שכפול ה- DNA מתחיל, הם dispiralized, אז זז הצידה, ועל כל עותק חדש מסונתז. עם ההשלמה קיימות שתי מולקולות זהות לחלוטין, שכל אחד מהם יש הורה חוט ילד. סינתזה זו נקראת חצי שמרנית. מולקולות DNA מועברות, תוך שמירה בתוך centromere יחיד, ולבסוף לסטות רק כאשר תהליך חלוקת centromere זה מתחיל.

הסוג השני נקרא סינתזת מתקן. הוא, בניגוד לקודמו, אינו משויך בכל שלב התא, אבל מתחיל במקרה של נזק לדנ"א. אם הם גם נרחבים טבע, התא בסופו של דבר מת. עם זאת, אם הנזק הוא מקומי, אז אתה יכול לשחזר אותם. בהתאם לבעיה כדי לשחזר או להפריד את שני גדילי הדנ"א בבת אחת. זו, כפי שהיא מכונה, סינתזה מתוכננת לא לוקח זמן רב ואינו דורש הרבה אנרגיה.
אבל כשיש בהכפלה של DNA, אז ביליתי הרבה אנרגיה, חומר, שהשתרע לאורך בשעונו.
בהכפלה מחולקת לשלוש תקופות:

• חניכה;
• התארכות;
• סיום.

הבה נבחן את רצף של שכפול ה- DNA.

חניכה

בתוך הדנ"א האנושי - כמה עשרות מיליוני זוגות בסיסים (החיות הם מונים רק מאה תשע). בהכפלת DNA מתחילה במקומות רבים בשרשרת מהסיבות הבאות. בערך באותו הזמן ב RNA תעתיק מתרחש, אבל הסינתזה של DNA מושעה בחלק מהמיקומים שנבחרו. לכן, תהליך כזה לפני כמות מספקת של החומר מצטבר הציטופלסמה של תאים כדי לתמוך ביטוי גנים ופעילות הסלולר כי לא נשברה. לאור זאת, התהליך צריך להתבצע במהירות האפשרית. השידור במהלך תקופה זו בצע, ואת השעתוק אינו מתבצע. מחקרים הראו כי ה- DNA בהכפלה מתרחשת פעם בכמה אלף נקודות - אזורים קטנים עם רצף נוקליאוטידים ספציפי. הם מצטרפים חלבונים יוזמים מיוחדים, אשר בתורו הצטרפו אנזימים אחרים של שכפול ה- DNA.

שבר DNA אשר מסונתז נקרא replicon. זה מתחיל מן ההתחלה ומסתיים כאשר האנזים מסתיים שכפול. Replicon היא אוטונומית, וגם מספקת את כל התהליך של תוכנה משלה.
התהליך עשוי לא להתחיל מכל הנקודות בבת אחת, איפשהו זה מתחיל מוקדם יותר, איפשהו - מאוחר יותר; זה עלול להתרחש באחד או בשני כיוונים מנוגדים. האירועים מתקיימים לפי הסדר הבא כאשר התמונה:

• מזלגות שכפול;
• פריימר RNA.

מזלג שכפול

חלק זה מציג תהליך שבו את קווצות מנותקים של DNA מסונתזים סיבים דוקסיריבונוקלאית. ובכך פקקים מהווים את העין שנקראה של שכפול. התהליך קדמו מספר פעולות:

• לשחרר מחיבור עם היסטונים בתוך הנוקלאוזום - אנזימים כגון מתילציה שכפול הדנ"א, אצטילציה, ו זרחון לייצר ריאקציות כימיות לגרום חלבונים לאבד המטען החיובי שלהם המאפשר שחרורם;
• despiralization - הוא התרה, אשר הוא הכרחי עבור השחרור הנוסף של נושאים;
• אג"ח קרע מימן בין גדילי דנ"א;
• ההבדלים שלהם צדדים השונים של המולקולה;
• קיבוע המתרחש באמצעות חלבוני SSB.

פריימר RNA

סינתזת נושאת אנזים הנקרא DNA פולימרז. עם זאת, כדי להתחיל שלו הוא לא יכול, אז לעשות אנזימים אחרים - פולימראז RNA, אשר נקרא גם פריימרים RNA. הם מסונתזים חוטים במקבילים של דוקסיריבונוקלאית על עיקרון ההשלמה. לפיכך, ייזום הסינתזה של שני קצוות של פריימרים RNA על השני שבורה ויצא ב רבדים שונים כיוונים DNA.

הַאֲרָכָה

תקופה זו מתחילה בנוסף נוקליאוטידים ו 3 "סוף-פריימר RNA, אשר נושא את DNA פולימרז שכבר הוזכר. זה מתחבר בשנייה הראשונה, נוקלאוטיד השלישי, וכן הלאה. בסיס חוט חדש מחוברים בשרשרת הורה ידי קשרי מימן. הוא האמין כי הסינתזה של החוט נמצאת 5 "- 3".
איפה זה מתרחש בצד המזלג שכפול, הסינתזה מתרחשת ברציפות בו זמנית מתארך. לכן, החוט הזה נקרא מוביל או מוביל. היא RNA פריימר הוא כבר לא התגבש.

עם זאת, על הגדיל השני של הורה דנ"א ממשיך להצטרף פריימר RNA, ואת שרשרת דוקסיריבונוקלאית מסונתזת בכיוון ההפוך מן המזלג שכפול. במקרה זה, זה נקרא מושהה או מפגר.

על הגדיל המפגר סינתזה מתרחשת שברים, שבו חלק קצה אחד של הסינתזה מתחיל במקום אחר בסמוך באמצעות אותה פריימר RNA. לפיכך, יש שני שבר שרשרת מתעכב מצטרף DNA ו- RNA. הם נקראים שברי Okazaki.

ואז הכל חוזר על עצמו. ואז שחבור בתורו אחר של הסליל, חוט תקשורת פרץ מימן לצדדים, מוביל שרשרת התארכה ב המפגר המסונתזים הבא תחל RNA שבר, ואז - שבר Okazaki. לאחר מכן, ב RNA מתעכב גדיל פריימרים נהרסים ואת שברי DNA מצטרפים לאחת. אז המעגל הזה מתרחש בעת ובעונה אחת:

• ההיווצרות של פריימר RNA החדש;
• סינתזה של שברי Okazaki;
• חורבן פריימרים RNA;
• התאחדו לכדי מעגל יחיד.

סיום

התהליך נמשך זמן רב ככל שתיים אינו עומד המזלג שכפול, או אחד מהם יגיע לסיומו של המולקולה. לאחר הפגישה, גדילים הבת מזלגות DNA מצטרפים האנזים. במקרה, אם התקע מועבר לקראת סוף המולקולה, DNA בהכפלה מסתיימת באמצעות אנזימים מיוחדים.

תיקון

בתהליך זה, תפקיד חשוב מוקצה השליטה (או תיקון) של שכפול. בסמוך לתחזיות סינתזה מקבלת את כל ארבעת סוגי נוקלאוטידים, ואת החללית ידי זיווג DNA פולימרז בוחרת אלה נדרשים.

נוקלאוטיד הרצוי כדי להיות מסוגל ליצור קשרי מימן וכן נוקלאוטיד דומה בתא DNA תבנית. יתר על כן, בין השדרה הסוכרת-פוספט חייב להיות במרחק קבוע מסוים המהווים שלוש טבעות בשני הבסיסים. אם נוקליאוטידים אינו עומדים בדרישות אלה, הקשר לא יתרחש.
הבקרה מתבצעת לפני שהוא שולב המעגל ולפני הפעלת נוקלאוטיד עוקבת. אחרי זה, חיבור saharofosfata עמוד השדרה.

השתנות מוטאציות

מנגנון שכפול ה- DNA, למרות שאחוז גבוה של דיוק, תמיד יש אי סדרים גדילים, נקרא לרוב "מוטציות גנטיות." בערך זוגות בסיסים אלף, יש טעות אחת כי konvariantnaya שנקרא בהכפלה.

זה קורה מסיבות שונות. לדוגמה, בריכוזים גבוהים או נמוכים מדי של נוקלאוטידים דיאמינציה של ציטוזין, נוכחות של מוטציות בסינתזה של שניהם. במקרים מסוימים, את השגיאה ניתן לתקן על ידי תהליכי תיקון בתיקון שני הופך להיות בלתי אפשרי.

אם הנזק מושפע בחלל השינה, שגיאה לא להיות השלכות חמורות כאשר יש תהליך שכפול ה- DNA. רצף נוקליאוטידים של גן יכול להתרחש עם שגיאת הזדווגות. אז זה לא המקרה, וכן תוצאה שלילית יכולה להיות כמו המוות של התאים, ולאחר מותו של האורגניזם כולו. ראוי גם לזכור כי מוטציות גנטיות מבוססות על השתנות מוטאציות, מה שהופך את המאגר הגנטי של פלסטיות.

מתילציה

בזמנו של סינתזה, או מיד לאחר התרחשותה שרשראות מתילציה. הוא האמין כי תהליך זה הוא הכרחי עבור אדם כדי ליצור לכרומוזומים להסדיר שעתוק גנים. בתהליך זה חיידק ה- DNA משמש הגנה נגד קיצוץ אנזימים.