Wat is DNA reduplicatie? DNA Reduplicatie Proces

Een DNA-molecuul is een structuur in het chromosoom. Eén chromosoom bevat één dergelijk molecuul, bestaande uit twee strengen. Reductie van DNA is de overdracht van informatie na de zelfreproductie van de filamenten van het ene molecuul naar de andere. Het is inherent in zowel DNA als RNA. Dit artikel behandelt het proces van DNA reduplicatie.

Algemene informatie en soorten DNA synthese

Het is bekend dat de filamenten in het molecuul verdraaid zijn. Echter, als het proces van DNA-reduplicatie begint, despiraliseren ze, beweeg dan opzij en wordt er op elk een nieuwe kopie gesynthetiseerd. Op het einde verschijnen twee absoluut identieke moleculen, in elk waarvan een moeder- en dochterfilament is. Deze synthese werd semiconservatief genoemd. DNA-moleculen bewegen, terwijl ze in een enkele centromere blijven, en eindelijk alleen afwijken wanneer deze centromeren het verdelingsproces beginnen.

Een ander type synthese werd reparatief genoemd. Het is, in tegenstelling tot de vorige, niet geassocieerd met een cellulaire fase, maar begint wanneer DNA schade optreedt. Als ze te uitgebreid zijn, dan sterft de cel uiteindelijk. Echter, als de schade lokaal is, kunt u het herstellen. Afhankelijk van het probleem worden onmiddellijk een enkele of twee DNA-ketens hersteld. Dit, zoals het ook heet, ongeschikt synthese duurt niet lang en vereist geen grote energie-ingangen.
Maar wanneer DNA-reductie optreedt, wordt veel energie verbruikt, het materiaal, de duur ervan is urenlang.
Vermindering is verdeeld in drie perioden:

• initiatie;
• rek;
• beëindiging.

Beschouw deze sequentie van DNA-reduplicatie in meer detail.

inwijding

In menselijk DNA zijn er tientallen miljoenen nucleotideparen (bij dieren zijn er maar honderd negen). DNA reduplicatie begint op vele plaatsen in de keten om de volgende redenen. Ongeveer tegelijkertijd treedt transcriptie op in RNA, maar stopt op het moment van DNA-synthese op sommige afzonderlijke plaatsen. Daarom verzamelt voor een dergelijk proces een voldoende hoeveelheid substantie in het cytoplasma van de cel om de expressie van genen te handhaven en dat de vitale activiteit van de cel niet wordt gestoord. Gezien dit, moet het proces zo snel mogelijk doorgaan. Vertaling in deze periode is uitgevoerd en transcriptie wordt niet uitgevoerd. Zoals onderzoek heeft aangetoond, voorkomt de reduplicatie van DNA onmiddellijk in enkele duizend punten - kleine gebieden met een bepaalde sequentie nucleotiden. Ze worden samengevoegd door speciale initiatiefproteïnen, waaraan op andere wijze andere enzymen van DNA-reduplicatie worden toegevoegd.

Een fragment van DNA, waar een synthese optreedt, heet een replicon. Het begint vanaf het punt van herkomst en eindigt wanneer het enzym replicatie voltooit. Replicon is zelfstandig en biedt ook het hele proces met zijn eigen beveiliging.
Het proces kan niet van alle punten tegelijk starten, ergens is het eerder, ergens - later; Kan in één of twee tegenovergestelde richtingen stromen. Er gebeurt gebeurtenissen in de volgende volgorde, wanneer:

• Replicatie vork;
• RNA primer.

Replicatieve plug

Dit deel is een proces waarbij de synthese van deoxyribonucleaire garens op losgekoppelde DNA-strengen plaatsvindt. Vorken vormen het zogenoemde reduplicatieoog. Het proces wordt voorafgegaan door een aantal acties:

• Het vrijkomen van binden aan histonen in de nucleosoom-DNA-reduplicatie-enzymen, zoals methylering, acetylering en fosforylering, veroorzaken chemische reacties die ervoor zorgen dat de eiwitten hun positieve lading verliezen, waardoor hun vrijlating wordt vergemakkelijkt;
• Despiralisatie is afwikkelen, die nodig is voor de verdere vrijgave van draden;
• Breking van waterstofverbindingen tussen DNA-strengen;
• Hun afwijking in verschillende richtingen van het molecuul;
• Bevestiging, die voorkomt met behulp van SSB eiwitten.

RNA primer

De synthese wordt uitgevoerd door een enzym genaamd DNA polymerase. Hij kan het echter niet op zichzelf starten, daarom doen andere enzymen, RNA-polymerasen, RNA-primers, dit. Zij worden volgens de complementaire principe parallel met deoxyribonucleische vezels gesynthetiseerd . Zo eindigt de initiatie met de synthese van twee RNA-primers op twee DNA-strengen die zijn gescheurd en gescheiden in verschillende richtingen.

verlenging

Deze periode begint met de toevoeging van een nucleotide en een 3'-uiteinde van de RNA-primer, die al door het genoemde DNA-polymerase wordt uitgevoerd. In de eerste plaats hecht ze het tweede, derde nucleotide, enzovoort. De grondslagen van een nieuwe draad zijn verbonden met de oudere keten door waterstofbindingen. Er wordt aangenomen dat de synthese van het filament in de richting van 5 '- 3' gaat.
Waar het zich voordoet tegen de replicatievork, gaat de synthese voortdurend voort en verlengt tegelijkertijd. Daarom wordt een dergelijke draad vooraanstaand of leidend genoemd. Daarop worden RNA-primers niet meer gevormd.

Op de tegenovergestelde moederstreng blijven de DNA-nucleotiden echter aan de RNA-primer vast en wordt de deoxyribonucleische keten in de tegenovergestelde richting gesynthetiseerd uit de reductievorkvork. In dit geval wordt het vertraagd of achtergebleven.

Op het laggende filament komt de synthese fragmentarisch voor, waar aan het einde van een sectie synthese begint bij een andere site in de buurt met behulp van dezelfde RNA primer. Zo zijn er twee fragmenten op de vertraagde keten, die door DNA en RNA verbonden zijn. Ze werden fragmenten van Okazaki genoemd.

Dan herhaalt alles zichzelf. Daarna wordt een andere draad van de helix gedesintegreerd, de bindingen van waterstofbreuk, de draden verschillen, de toonaangevende keten wordt verlengd, het volgende fragment van de RNA-primer wordt gesynthetiseerd op de achterliggende, gevolgd door het Okaucas-fragment. Daarna worden de RNA-primers op een vertraagde streng vernietigd, en de DNA-fragmenten combineren in één. Dus op deze keten komt tegelijkertijd voor:

• De vorming van nieuwe RNA primers;
• Synthese van fragmenten van Okaucasi;
• Vernietiging van RNA primers;
• Reunie in één enkele ketting.

einde

Het proces gaat door totdat twee replicatieve vorken elkaar ontmoeten, of een van hen nadert het einde van het molecuul. Na het voldoen aan de vorken worden de DNA-DNA's door een enzym verbonden. In het geval, als de plug naar het einde van het molecuul is verplaatst, eindigt de DNA-reduplicatie met behulp van speciale enzymen.

correctie

In dit proces wordt een belangrijke rol toegewezen aan controle (of correctie) van reduplicatie. Alle vier soorten nucleotiden betreden de syntheseplaats, en door trial pairing selecteert het DNA-polymerase die welke nodig zijn.

Het gewenste nucleotide moet in staat zijn om zoveel waterstofbindingen te vormen als er een analoog nucleotide is op de matrixstreng van DNA. Daarnaast moet er een bepaalde constante afstand zijn tussen de suikerfosfaat-ruggengraatjes die overeenkomen met de drie ringen in de twee basen. Als het nucleotide niet aan deze eisen voldoet, zal de verbinding niet optreden.
De controle wordt uitgevoerd voordat het in de keten is opgenomen en voordat het volgende nucleotide is opgenomen. Daarna wordt een band gevormd in het skelet van het suikerfosfaat.

Mutatievariabiliteit

Het mechanisme van DNA reduplicatie, ondanks een hoog percentage nauwkeurigheid, heeft altijd storingen in draden, genaamd voornamelijk "genmutaties". Ongeveer duizend nucleotideparen staan voor één fout, die wel vermeerderde reduplicatie wordt genoemd.

Het gebeurt om verschillende redenen. Bijvoorbeeld, met een hoge of te lage concentratie van nucleotiden, deaminering van cytosine, de aanwezigheid van mutagenen in het synthesegebied en meer. In sommige gevallen kunnen fouten worden gecorrigeerd door reparatieprocessen, in anderen wordt de correctie onmogelijk.

Als de schade een inactieve locatie heeft aangeraakt, heeft de fout geen ernstige gevolgen wanneer het DNA-reduplicatieproces plaatsvindt. De sequentie van het nucleotide van een bepaald gen kan zich manifesteren met een mismatch fout. Dan is de situatie anders, en het negatieve resultaat kan zowel de dood van deze cel zijn als de dood van het hele organisme. Er moet ook rekening mee worden gehouden dat genmutaties gebaseerd zijn op mutationele variabiliteit, waardoor het genpool meer plastic wordt.

methylatie

Op het moment van synthese of direct daarna worden de ketens gemetileerd. Er wordt aangenomen dat een persoon dit proces nodig heeft om chromosomen te vormen en de transcriptie van genen te reguleren. Bij bacteriën dient dit proces om DNA te beschermen tegen het snijden met enzymen.