Deoksüribonukleiinhape ehk DNA on looduse molekul geneetilise teabe edastamiseks põlvkondade vältel. Enamik igas teie keha rakus sisaldab 46 kromosoomi - 23 vanema komplekti mõlemalt vanemalt -, mida rakk peab enne paljunemist jagama.
Lisateave DNA struktuuri, funktsiooni ja tähtsuse kohta.
Teiselt poolt on bakteril (ja teistel prokarüootidel) tavaliselt üks kromosoom. Üllataval kombel kulub teie ja bakteriga DNA kopeerimiseks samade DNA replikatsioonietappide abil umbes sama aeg, umbes tund või vähem.
DNA põhitõed: struktuur
Replikatsiooni aeg sõltub DNA replikatsiooni kiirusest, DNA kogusest rakus ja replikatsiooni alguspunktide arvust igas DNA molekulis. DNA on pikk polümeer, mille selgroog sisaldab vaheldumisi suhkru- ja fosfaatrühmi. Iga suhkrurühma küljes ripub üks neljast lämmastikulisest nukleotiidialusest. Aluste järjestus on neljatäheline tähestik, mis kirjeldab aminohapete järjestust valkudes, molekulides, mis vastutavad teie füüsiliste omaduste ja biokeemia eest.
DNA põhitõed: replikatsioon
Kromosoomid on kompaktsed DNA ja valkude paketid. Kaks DNA ahelat moodustavad iga kromosoomi südamesse topeltheeliksi.
Lisateave selle kohta, mis on kromosoom.
Replikatsiooni jätkumiseks peab raku masin kahekordse spiraali lahti tõmbama ja kasutama iga avatud ahelat uue partneri ahela ehitamiseks mallina. See on semikonservatiivne replikatsioon, mille lõpptooteks on kaks spiraali, millel mõlemal on algne ja uus ahel. Malli ahelas olevad aluspaarid määravad uues ahelas olevad paarid komplementaarse paaritusprotsessi abil - iga tüüpi nukleotiidalused saavad paarida ainult kindla partneriga.
DNA replikatsiooni üldised etapid
Need on DNA replikatsiooni DNA põhitõed.
1. samm: replikatsioonihargi vormid. Ensüüm nimega DNA helikaas tõmbab topeltheeliksi lahti Y-kahvliga.
2. samm: praimerid seovad. DNA praimerid seonduvad aladega, kus replikatsiooni ensüüm, DNA polümeraas, hakkab paljunema. Praimerid toimivad signaalina ensüümile ja annavad teada, millest alustada ja mis suunas minna.
3. samm: pikenemine. See on faas, kus DNA tegelikult kopeeritakse. DNA polümeraas "pikendab" uut ahelat, see tähendab, et see alustab uue ahela valmistamist igast matriitsahelast.
4. samm: lõpetamine. Kui replikatsioon on lõpule jõudnud, juhtub paar asja. Esiteks viib ensüüm, mida nimetatakse "eksonukleaasiks", praimerid DNA-lt ära ja need laigud täidetakse õige DNA järjestusega.
Järgmiseks vajab üks ahel (seda nimetatakse "mahajäävaks ahelaks") DNA ligaasi, et ühendada just replikeeritud DNA fragmendid. Replikatsiooni käigus tehtud vigade kontrollimiseks ja parandamiseks tuleb läbi veel üks ensüüm. Viimane DNA replikatsioonietapp on see, kui telomeraas lisab ahelate lõppu spetsiaalseid järjestusi, mida nimetatakse telomeerideks.
Bakterite replikatsioon
Bakteri üksik kromosoom on kaheahelalise DNA aas. Aluste arv võib liigiti erineda. Tuntud bakterid E. colil on 4,7 miljonit aluspaari, mille paljunemine võtab umbes 40 minutit, mis tähendab kiirust üle 1000 baasi sekundis.
Replikatsioon algab ühest fikseeritud asukohast ja kulgeb igal ahelal vastassuunas. Replikatsiooniprotsess sisaldab korrektuuri sammu, mis tagab veamäära, mis ei ületa ühte miljardist.
Eukarüootne replikatsioon
Inimeste ja teiste eukarüootide rakkudel on organiseeritud tuumad, mis ümbritsevad kromosoomide komplekti. Inimese tüüpilisel kromosoomil on umbes 150 miljonit aluspaari, mida rakk replikeerib kiirusega 50 paari sekundis. Sellisel DNA replikatsiooni kiirusel kuluks rakul kromosoomi kopeerimiseks üle kuu.
Asjaolu, et see võtab ainult ühe tunni, tuleneb mitmest replikatsiooniallikast. Replikatsioon toimub samaaegselt kromosoomi paljudest erinevatest punktidest ja ensüümid ühendavad sektsioonid kokku, moodustades lõpliku puutumatu koopia. Kõik 46 inimese kromosoomi paljunevad samaaegselt, rakutsükli S-faasis.
