Beth yw reduplication DNA? Mae'r broses o ddyblygu DNA

Y moleciwl DNA - wedi ei leoli yn y strwythur cromosomau. Mae un cromosom yn cynnwys un moleciwl sy'n cynnwys dau linyn. Reduplication o DNA - yw trosglwyddo gwybodaeth ar ôl hunan-atgynhyrchu edafedd o un moleciwl i'r llall. Mae'n gynhenid yn y ddwy DNA ac RNA. Mae'r erthygl hon yn trafod y broses replication DNA.

Gwybodaeth gyffredinol a mathau o synthesis DNA

Mae'n hysbys bod edafedd dirdro yn y moleciwl. Fodd bynnag, pan fydd y broses o ddyblygu DNA yn dechrau, maent yn dispiralized, yna camau o'r neilltu, ac ar bob copi newydd yn syntheseiddio. Ar ôl cwblhau'r mae dau moleciwlau hollol debyg, pob un ohonynt mae rhiant a phlentyn edau. Gelwir y synthesis yn lled-geidwadol. molecylau DNA yn cael eu symud, tra'n parhau i fod mewn centromere sengl, ac yn olaf ymwahanu dim ond pan fydd y broses is-adran centromere hon yn dechrau.

Gelwir y math arall yw synthesis adferol. Ef, yn wahanol i'r un blaenorol, nid yw'n gysylltiedig ag unrhyw gyfnod gell, ond yn dechrau mewn achos o ddifrod DNA. Os ydynt yn rhy natur eang, y gell yn y pen draw yn marw. Fodd bynnag, os yw'r difrod yn lleol, yna gallwch eu adfer. Yn dibynnu ar y broblem i'w hadfer neu eu gwahanu'r ddau linyn DNA ar unwaith. Mae hyn, fel y'i gelwir, synthesis heb ei drefnu nid yw'n cymryd llawer o amser ac nid oes angen llawer o ynni.
Ond pan mae reduplication o'r DNA, ac yna treulio llawer o ynni, deunyddiau, yn ymestyn hyd ei oriawr.
Reduplication wedi ei rannu'n dri chyfnod:

• cychwyn;
• elongation;
• terfynu.

Gadewch i ni ystyried y dilyniant o ddyblygu DNA.

cychwyn

Yn DNA dynol - ychydig o ddegau o filiynau o parau o fasau (yr anifeiliaid maent yn rhifo'r dim ond cant a naw). reduplication DNA yn dechrau mewn nifer o leoedd y gadwyn am y rhesymau canlynol. Tua'r un pryd yn y RNA trawsgrifio yn digwydd, ond yn y synthesis DNA yn cael ei atal dros dro mewn rhai o'r lleoliadau dethol. Felly, proses o'r fath cyn digon o sylwedd yn cronni yn y cytoplasm celloedd er mwyn cefnogi mynegiant genynnau a gweithgarwch cellog nad yw wedi cael ei thorri. O ystyried hyn, dylai'r broses yn digwydd cyn gynted ag y bo modd. Darlledu yn ystod y cyfnod hwn a wnaed, ac nid y trawsgrifiad yn cael ei gynnal. Mae astudiaethau wedi dangos bod DNA reduplication digwydd unwaith mewn sawl mil o bwyntiau - ardaloedd bychain gyda dilyniant niwcleotid penodol. Maent yn ymuno â broteinau dechreuwr arbennig, sydd yn ei dro yn ymuno ensymau eraill o ddyblygu DNA.

Yr enw ar y darn DNA sy'n cael ei syntheseiddio yw replicon. Mae'n dechrau o'r dechrau ac yn dod i ben pan yr ensym yn dod i ben ddyblygu. Replicon yn ymreolaethol, a hefyd yn cyflenwi y broses gyfan o ei feddalwedd ei hun.
Efallai na fydd y broses yn dechrau o bob pwynt ar yr un pryd, yn rhywle mae'n dechrau yn gynharach, yn rhywle - yn ddiweddarach; Gall ddigwydd mewn un neu ddau gyfeiriad gwahanol. Cynhelir y digwyddiadau yn y drefn ganlynol pan fydd y ddelwedd:

• ffyrc dyblygu;
• paent preimio RNA.

fforch dyblygu

Mae'r rhan hon yn cyflwyno proses wherein yn y edafedd ddatgysylltu eu syntheseiddio ffilamentau diocsiriboniwclëig DNA. Blygiau felly yn ffurfio y llygad fel y'i gelwir o ddyblygu. Mae'r broses yn cael ei ragflaenu gan nifer o gamau gweithredu:

• rhyddhau o'r cysylltiad â histones mewn nucleosome - ensymau megis methylation DNA replication, asetyleiddio, a ffosfforyleiddiad yn cynhyrchu adweithiau cemegol sy'n arwain at proteinau yn colli eu gwefr bositif sy'n hwyluso eu rhyddhau;
• despiralization - yn dad-ddirwyn, sy'n angenrheidiol ar gyfer rhyddhau rhagor o edafedd;
• torri bondiau hydrogen rhwng llinynnau DNA;
• eu gwahaniaethau yn y gwahanol ochrau y moleciwl;
• obsesiwn digwydd gan ddefnyddio proteinau SSB.

primer RNA

Synthesis cario ensym o'r enw polymeras DNA. Fodd bynnag, i ddechrau ei hun nad oedd yn gallu, felly ensymau eraill - y polymeras RNA, a elwir hefyd yn preimio RNA. Maent yn cael eu syntheseiddio yn llinynnau cyfochrog o diocsiriboniwclëig ar yr egwyddor o cyfatebolrwydd. Felly, cychwyn RNA synthesis o'r ddau ben, dau preimio a ymadawedig rhwygo llinynnau DNA.

elongation

Mae'r cyfnod hwn yn dechrau o ben niwcleotid a 3 'diwedd y RNA-primer, sy'n cario'r DNA polymeras a grybwyllwyd eisoes. Mae'n ei roi ar yr ail cyntaf, trydydd niwcleotid, ac yn y blaen. sylfaen edau newydd yn cael eu cysylltu â'r gadwyn rhiant gan fondiau hydrogen. Credir bod y synthesis y edafedd yn y 5 '- 3'.
Lle mae'n digwydd yn ochr y fforch ddyblygu, y synthesis yn digwydd yn barhaus ac ar yr un pryd yn ymestyn. Felly, a elwir yn y trywydd hwn yn y arwain neu'n arwain. Mae hi bellach yn RNA primer yn cael ei ffurfio.

Fodd bynnag, ar y llinyn arall y rhiant niwcleotidau DNA yn parhau i ymuno â'r primer RNA, a chadwyn diocsiriboniwclëig yn syntheseiddio yn y cyfeiriad arall oddi wrth y fforch ddyblygu. Yn yr achos hwn, mae'n cael ei alw'n oedi neu lagio.

Ar y llinyn ei hôl hi yn digwydd synthesis mewn darnau, wherein un gyfran diwedd y synthesis yn dechrau mewn lleoliad arall yn agos at defnyddio'r un paent preimio RNA. Felly, mae dau ddarn cadwyn oedi yn ymuno DNA ac RNA. Fe'u gelwir darnau Okazaki.

Yna popeth yn cael ei ailadrodd. Yna ddewis lleoliad dro arall o'r helics, hydrogen byrstio edau cyfathrebu i'r ochr, cadwyn hymestyn yn y lagin syntheseiddio yn dilyn darn primer RNA, pryd blaenllaw - Okazaki darn. Ar ôl hynny, mewn RNA oedi wrth-faes preimio eu dinistrio ac mae'r darnau o DNA yn ymuno i mewn i un. Felly cylched hwn yn digwydd ar yr un pryd:

• ffurfio primer RNA newydd;
• synthesis o ddarnau Okazaki;
• dinistrio preimio RNA;
• reunited mewn i gylched sengl.

terfynu

Mae'r broses yn parhau ar yr amod nad yw'r ddau yn cyrraedd y fforch replication, neu bydd un ohonynt yn dod i ben y moleciwl. Ar ôl y cyfarfod, llinynnau merch ffyrc DNA yn ymuno yr ensym. Yn yr achos hwn, os bydd y plwg ei symud tuag at ddiwedd y moleciwl, reduplication DNA yn dod i ben gan ddefnyddio ensymau arbennig.

cywiro

Yn y broses hon, rôl bwysig cael ei neilltuo i reolaeth (neu gywiriad) o ddyblygu. Er mwyn gosod synthesis yn derbyn pob un o'r pedwar math o niwcleotidau, a'r stiliwr gan y paru polymeras DNA yn dewis y rhai sydd eu hangen.

Mae'r niwcleotid a ddymunir i allu i ffurfio bondiau hydrogen, yn ogystal â niwcleotid tebyg ar y llinyn templed DNA. Ar ben hynny, rhwng asgwrn cefn siwgr-ffosffad Rhaid bod pellter cyson penodol sy'n cyfateb i dri modrwyau yn y ddau canolfannau. Os nad yw'r niwcleotid yn bodloni'r gofynion hyn, ni fydd y cysylltiad yn digwydd.
Rheoli yn cael ei wneud cyn iddo gael ei ymgorffori yn y cylched a cyn troi ar y niwcleotid dilynol. Ar ôl hynny, mae'r cysylltiad i'r saharofosfata asgwrn cefn.

amrywioldeb mutational

Mae'r mecanwaith o ddyblygu DNA, er gwaethaf y canran uchel o gywirdeb bob amser aflonyddwch yn y ffilamentau, a elwir gan amlaf "treigladau genyn." Mae tua mil o barau sylfaen, mae un camgymeriad a konvariantnaya elwir reduplication.

Mae'n digwydd am resymau gwahanol. Er enghraifft, mewn crynodiadau uchel neu'n rhy isel o niwcleotidau dadamineiddiad o cytosin, presenoldeb mwtagenau yn y synthesis o'r ddau. Mewn rhai achosion, gall y gwall yn cael ei gywiro gan brosesau atgyweirio mewn gywiro arall yn dod yn amhosibl.

Os bydd y difrod yn effeithio ar y lle cysgu, ni fydd camgymeriad yn arwain at ganlyniadau difrifol pan fo proses replication DNA. Gall niwcleotid dilyniant o genyn yn digwydd gyda gwall paru. Yna, nid yw'n wir, a gall canlyniad negyddol fod fel marwolaeth y gell, a marwolaeth yr organeb gyfan. Dylid hefyd cadw mewn cof bod mwtaniadau genynnau wedi'u seilio ar amrywioldeb mutational, sy'n gwneud y gronfa genynnau plastigrwydd.

methylation

Ar adeg yr synthesis, neu yn syth ar ôl ei fod yn digwydd cadwyni methylation. Credir bod y broses hon yn angenrheidiol i berson i ffurfio cromosomau a rheoleiddio trawsgrifio genynnau. Yn y broses hon bacteria o DNA yn gwasanaethu ei amddiffyn rhag ensymau torri.