Den genetiske kode for levende organismer er indeholdt i DNA'et af kromosomer. DNA-molekylet er en dobbelt helix, der består af par af nukleotider, der hver består af en phosphatgruppe, en sukkergruppe og en nitrogenbase. Strukturen af nukleotiderne er asymetrisk, hvilket betyder, at de to tråde i dobbelt helix-DNA har modsatte retninger.
Når DNA-syntese finder sted under DNA-replikation, adskilles de to tråde i den dobbelte helix. Replikering kan kun finde sted i fremadretningen af hver streng. Som et resultat kopieres den ene streng kontinuerligt i fremadgående retning, mens den anden kopieres diskontinuerligt i segmenter, der senere sammenføjes.
Hvorfor DNA-strengene har en retning
Siderne af de dobbelte helix-DNA-molekyler består af fosfat- og sukkergrupper mens trin består af nitrogenholdige baser. Efter konvention nummereres carbonatomerne i carbonkæderne eller ringene i organiske molekyler i rækkefølge. Kulstofatomerne i de nitrogenholdige baser er nummereret 1, 2, 3 osv. For at skelne mellem de nummererede kulstofatomer i sukkergrupperne nummereres disse carbonatomer ved hjælp af et primærsymbol, dvs. 1 ', 2', 3 'osv. Eller en prime osv.
Der er fem kulstofatomer i sukkergrupperne, nummereret 1 'til 5'. 5'-atomet har en fosfatgruppe fastgjort til det, mens 3'-carbon forbindes til et OH-gruppe. For at danne siderne af helixen forbinder 5'-fosfatet på den ene side af sukkergruppen til 3'OH i det næste nukleotid. Sekvensen af denne streng er 5 'til 3'.
Helix-molekylets trin er dannet af forbundne nitrogenholdige baser. De fire baser i DNA-molekyler er adenin, guanin, cytosin og thymin forkortet A, G, C og T. A- og T-baserne kan danne et link, og G og C kan linke.
Når et nukleotid i 5 'til 3' sekvenskæden binder til et andet nukleotid for at danne et trin, har det andet nukleotid den modsatte phosphat / OH-sekvens. Dette betyder, at den ene side af helixen løber i 5 'til 3' retning, mens den anden side løber i 3 'til 5' retning.
Diskontinuerlig DNA-replikering kontra kontinuerlig replikering
DNA-syntese kan kun finde sted, når de to tråde i den dobbelte helix er adskilt. Under DNA-replikation åbner et enzym spiralen og DNA-polymerase kopierer hver streng. Strengen, der løber i 5 'til 3' retning, kaldes den førende streng, mens den anden streng med en 3 'til 5' sekvens er den forsinkede streng.
Polymerasen kan kun kopiere DNA i 5 'til 3' retning. Dette betyder, at den kontinuerligt kan replikere den forreste streng, når den bevæger sig fra det indledende separationspunkt langs strengen. For at kopiere den forsinkede streng skal polymerasen replikere bagud langs strengen til det indledende separationspunkt.
Replikering stopper derefter, bevæger sig op på strengen og bevæger sig bagud igen til det segment, der allerede er kopieret. En række afkoblede DNA-segmentkopier kaldes Okazaki fragmenter er produceret fra den bagudgående streng.
DNA ligase
Efterhånden som DNA-replikering skrider frem, DNA ligase enzym forbinder Okazaki-fragmenterne til en kontinuerlig streng. Denne kombination af kontinuerlig syntese af den ledende streng og stykkevis eller diskontinuerlig replikering af den forsinkede streng resulterer i to nye DNA-helixer, når segmenterne af den bagudgående streng er blevet samlet sammen.
Hver nye dobbelthelix har en moderstreng fra det originale DNA-molekyle og en ny replikeret streng, syntetiseret af DNA-polymerasen. Når replikering er afsluttet med succes, er der ingen forskel i de to kopier af det originale DNA molekyle, skønt den ene blev afledt gennem kontinuerlig replikation, mens den anden havde diskontinuerligt DNA replikation.