A dezoxiribonukleinsav vagy DNS a természet molekulája a genetikai információk generációk közötti továbbítására. A legtöbb test minden sejtje 46 kromoszómát tartalmaz - minden szülőből 23-at -, amelyeket a sejtnek meg kell replikálnia, mielőtt megoszthatja.
Tudjon meg többet a DNS felépítéséről, működéséről és fontosságáról.
Másrészt egy baktériumnak (és más prokariótáknak) általában egyetlen kromoszómája van. Meglepő módon nagyjából ugyanannyi időbe telik, körülbelül egy órába vagy annál kevesebb időbe, amíg Ön és egy baktérium ugyanazon DNS-replikációs lépéseken keresztül replikálja a DNS-t.
DNS alapjai: Szerkezet
A replikáció időzítése a DNS replikáció sebességétől, a sejtben lévő DNS mennyiségétől és az egyes DNS-molekulák replikációs origóinak számától függ. A DNS egy hosszú polimer, amelynek gerincváltva váltakozó cukor- és foszfátcsoportok vannak. A négy nitrogéntartalmú nukleotidbázis egyike lóg minden cukorcsoportról. A bázisok szekvenciája egy négybetűs ábécé, amely leírja a fehérjékben lévő aminosavak sorrendjét, a fizikai tulajdonságokért és a biokémiáért felelős molekulákat.
DNS alapjai: Replikáció
A kromoszómák a DNS és a fehérjék kompakt csomagjai. Két DNS-szál kettős spirált képez az egyes kromoszómák szívében.
Tudjon meg többet arról, hogy mi a kromoszóma.
A replikáció folytatásához a sejt gépezetének ki kell húznia a kettős spirált, és minden egyes kitett szálat sablonként kell felhasználnia egy új partnerszál felépítéséhez. Ez félkonzervatív replikáció, amelyben a végtermék két hélix, mindegyiknek van egy eredeti szála és egy új. A sablonszál bázispárai a komplementer párosítás folyamata révén határozzák meg az új szálban lévőket - az egyes nukleotidbázistípusok csak egy adott partnerrel párosulhatnak.
A DNS-replikáció általános lépései
Ezek a DNS-replikáció DNS-alapjai.
1. lépés: Replikációs villa űrlapok. A DNS-helikáz nevű enzim a kettős spirált Y-villás formációvá "kapcsolja".
2. lépés: Alapozók megkötése. A DNS-primerek kötődnek azokhoz a területekhez, ahol a replikációs enzim, a DNS-polimeráz megkezdi a replikációt. Az alapozók jelként hatnak az enzimre, és tudatják vele, hogy hol induljon és milyen irányba haladjon.
3. lépés: megnyúlás. Ebben a szakaszban replikálódik a DNS. A DNS-polimeráz "megnyújtja" az új szálat, vagyis minden egyes templátszálból megkezdi az új szál létrehozását.
4. lépés: Megszüntetés. Miután a replikáció befejeződött, pár dolog történik. Először is, egy "exonukleáz" nevű enzim leveti a primereket a DNS-ről, és ezeket a foltokat megtöltik a megfelelő DNS-szekvenciával.
Ezután egy szálnak (az úgynevezett "lemaradó" szálnak) DNS-ligázra van szükség az imént replikált DNS-fragmensek összekapcsolásához. Egy másik enzim jön át, hogy ellenőrizze és kijavítsa a replikáció során elkövetett hibákat. A DNS-replikációs lépések közül az utolsó az, amikor a telomeráz speciális szekvenciákat, úgynevezett "telomereket" ad hozzá a szálak végéhez.
Baktériumok replikációja
A baktérium egyetlen kromoszóma egy kettős szálú DNS hurka. A bázisok száma fajonként változhat. A jól ismert E. baktériumok A coli 4,7 millió bázispárral rendelkezik, amelyek replikálása körülbelül 40 percet vesz igénybe, ami másodpercenként több mint 1000 bázis sebességet jelent.
A replikáció egyetlen rögzített helyen kezdődik, és minden szálon ellentétes irányban halad. A replikációs folyamat egy korrektúra lépést tartalmaz, amely biztosítja a hibaarányt, amely nem nagyobb, mint egy az egy milliárd.
Eukarióta replikáció
Az emberek és más eukarióták sejtjei szervezett magokat tartalmaznak, amelyek kromoszómák halmazát foglalják magukba. A tipikus emberi kromoszómának körülbelül 150 millió bázispárja van, amelyeket a sejt másodpercenként 50 pár sebességgel replikál. A DNS replikációjának ilyen sebességénél a sejtnek egy hónap alatt kell kromoszómát másolnia.
Az a tény, hogy csak egy órát vesz igénybe, többszörös replikációs eredetnek köszönhető. A replikáció egyidejűleg a kromoszóma számos különböző pontjáról indul, és az enzimek összekapcsolják a metszeteket, így alkotják a végleges ép másolatot. Mind a 46 emberi kromoszóma egy időben replikálódik, a sejtciklus S fázisában.