Elusorganismide geneetiline kood sisaldub organismi DNA-s kromosoomid. DNA molekul on kahekordne spiraal, mis koosneb paaridest nukleotiidid, millest igaüks koosneb fosfaatrühmast, suhkrurühmast ja lämmastikualusest. Nukleotiidide struktuur on asümmeetriline, see tähendab, et kahekordse heeliksi DNA kahel ahelal on vastupidised suunad.
Kui DNA replikatsiooni ajal toimub DNA süntees, eraldatakse kaksikheeliksi kaks ahelat. Replikatsioon saab toimuda ainult iga haru edasisuunas. Selle tulemusel kopeeritakse ühte ahelat pidevalt edasi suunas, teist aga katkestamatult segmentidena, mis hiljem ühendatakse.
Miks on DNA-ahelatel suund
Topeltheeliksi DNA molekulide küljed koosnevad fosfaat- ja suhkrurühmad samal ajal kui astmed koosnevad lämmastikuga alused. Kokkuleppeliselt nummerdatakse orgaaniliste molekulide süsinikuahelates või -ringides olevad süsinikuaatomid järjestusse. Lämmastikualuste süsinikuaatomid on nummerdatud 1, 2, 3 jne. Suhkrurühmade nummerdatud süsinikuaatomite eristamiseks nummerdatakse need süsinikud algsümboli abil, s.t 1 ', 2', 3 'jne.
Suhkrurühmades on viis süsinikuaatomit, mis on nummerdatud 1 'kuni 5'. 5 'aatomil on a fosfaatrühm 3 'süsinik seob anorgaanilise ühendi OH rühm. Spiraali külgede moodustamiseks ühendab suhkrurühma ühel küljel olev 5'-fosfaat järgmise nukleotiidi 3'-OH-ga. Selle ahela järjestus on 5 'kuni 3'.
Heeliksi molekuli astmed moodustuvad seotud lämmastikalustest. DNA molekulide neli alust on adeniin, guaniin, tsütosiin ja tümiin, lühendatult A, G, C ja T. A- ja T-alused võivad moodustada lingi ning G ja C võivad lingida.
Kui 5 'kuni 3' järjestuse ahela nukleotiid ühendub teise nukleotiidiga, moodustades astme, on teisel nukleotiidil vastupidine fosfaadi / OH järjestus. See tähendab, et spiraali üks külg kulgeb 5 'kuni 3' suunas, teine pool aga 3 'kuni 5' suund.
DNA katkematu replikatsioon versus pidev replikatsioon
DNA süntees saab toimuda ainult siis, kui kaksikheeliksi kaks ahelat on eraldatud. DNA replikatsiooni käigus murrab ensüüm spiraali ja DNA polümeraas kopeerib iga haru. 5 'kuni 3' suunas kulgevat ahelat nimetatakse juhtivaks ahelaks, samas kui teine 3 'kuni 5' järjestusega ahel on mahajääv ahel.
Polümeraas suudab DNA-d kopeerida ainult 5 'kuni 3' suund. See tähendab, et see võib juhtivat ahelat pidevalt kopeerida, kui see liigub algsest eralduspunktist mööda ahelat. Mahajääva ahela kopeerimiseks peab polümeraas paljunema mööda ahelat tahapoole kuni eraldumise algpunktini.
Replikatsioon seiskub, liigub ahelas ülespoole ja liigub uuesti tagasi juba kopeeritud segmendi juurde. Seeria eraldatud DNA segmendi koopiaid nimetatakse Okazaki killud toodetakse mahajäänud harust.
DNA ligaas
DNA replikatsiooni edenedes DNA ligaasi ensüüm ühendab Okazaki fragmendid pidevaks ahelaks. See kombinatsioon peamise ahela pidevast sünteesist ja ükshaaval või katkendlikult replikatsiooni kui mahajääva ahela segmendid on ühendatud, tekib mahajääva ahela tulemusena kaks uut DNA-spiraali koos.
Igal uuel topeltheliksil on algse DNA molekuli lähteahel ja äsja replikeeritud ahel, mille sünteesib DNA polümeraas. Kui replikatsioon on edukalt lõppenud, pole algse DNA kahes eksemplaris mingit vahet molekuli, kuigi üks saadi pideva replikatsiooni teel, samal ajal kui teisel oli katkendlik DNA replikatsioon.