Genetický kód živých organismů je obsažen v DNA chromozomy. Molekula DNA je dvojitá šroubovice složená z párů nukleotidy, přičemž každá sestává z fosfátové skupiny, skupiny cukru a dusíkové báze. Struktura nukleotidů je asymetrická, což znamená, že dva řetězce dvojité šroubovice DNA mají opačné směry.
Když během replikace DNA probíhá syntéza DNA, oddělují se dva řetězce dvojité šroubovice. Replikace může probíhat pouze směrem dopředu každého vlákna. Výsledkem je, že jeden pramen je kopírován kontinuálně ve směru dopředu, zatímco druhý je kopírován diskontinuálně v segmentech, které jsou později spojeny.
Proč mají řetězce DNA směr?
Boky molekul DNA s dvojitou šroubovicí jsou tvořeny fosfátové a cukrové skupiny zatímco příčky jsou tvořeny dusíkaté báze. Podle konvence jsou atomy uhlíku v uhlíkových řetězcích nebo kruzích organických molekul číslovány v pořadí. Atomy uhlíku v dusíkatých bázích jsou očíslovány 1, 2, 3 atd. K rozlišení očíslovaných atomů uhlíku ve skupinách cukru jsou tyto uhlíky očíslovány pomocí primárního symbolu, tj. 1 ', 2', 3 'atd., Nebo jednoho prvočísla atd.
Ve skupinách cukru je pět atomů uhlíku, očíslovaných od 1 'do 5'. Atom 5 'má a fosfátová skupina připojený k němu, zatímco 3 'uhlík navazuje na OH skupina. K vytvoření stran spirály se 5 'fosfát na jedné straně skupiny cukru naváže na 3' OH dalšího nukleotidu. Sekvence tohoto řetězce je 5 'až 3'.
Příčky molekuly spirály jsou vytvořeny ze spojených dusíkatých bází. Čtyři báze v molekulách DNA jsou adenin, guanin, cytosin a thymin ve zkratce A, G, C a T. Základny A a T mohou tvořit spojení a G a C mohou spojovat.
Když se nukleotid řetězce 5 'až 3' spojí s jiným nukleotidem a vytvoří příčku, druhý nukleotid má opačnou fosfátovou / OH sekvenci. To znamená, že jedna strana šroubovice běží ve směru 5 'až 3', zatímco druhá strana běží ve směru 3 'až 5' směr.
Diskontinuální replikace DNA versus kontinuální replikace
Syntéza DNA může probíhat pouze tehdy, když jsou dvě vlákna dvojité šroubovice oddělena. Během replikace DNA rozlomí enzym šroubovici a DNA polymeráza kopíruje každé vlákno. Vlákno běžící ve směru 5 'až 3' se nazývá přední vlákno, zatímco druhé vlákno se sekvencí 3 'až 5' je zaostávající vlákno.
Polymeráza může kopírovat pouze DNA v DNA Směr 5 'až 3'. To znamená, že může kontinuálně replikovat přední vlákno, jak se pohybuje od počátečního bodu oddělení podél vlákna. Aby se kopírovalo zaostávající vlákno, musí se polymeráza replikovat zpět podél vlákna do počátečního bodu separace.
Replikace se poté zastaví, posune se po vláknu nahoru a znovu se posune zpět do segmentu, který již byl zkopírován. Zavolala řada odpojených kopií segmentu DNA Okazaki fragmenty jsou vyráběny ze zaostávajícího vlákna.
DNA ligáza
Jak replikace DNA postupuje, Enzym DNA ligázy spojuje fragmenty Okazaki do souvislého vlákna. Tato kombinace kontinuální syntézy vedoucího řetězce a po částech nebo diskontinuální replikaci zaostávající řetězec má za následek dvě nové šroubovice DNA, jakmile jsou segmenty zaostávajícího řetězce spojeny spolu.
Každá nová dvojitá šroubovice má mateřské vlákno z původní molekuly DNA a nově replikované vlákno syntetizované DNA polymerázou. Po úspěšném ukončení replikace není rozdíl ve dvou kopiích původní DNA molekula, ačkoli jedna byla odvozena kontinuální replikací, zatímco druhá měla diskontinuální DNA replikace.