生物の遺伝暗号は、のDNAに含まれています 染色体. DNA分子は、2つのペアで構成される二重らせんです。 ヌクレオチド、それぞれがリン酸基、糖基および窒素塩基からなる。 ヌクレオチドの構造は非対称であり、二重らせんDNAの2本の鎖が反対方向を持っていることを意味します。
DNA複製中にDNA合成が行われると、二重らせんの2本の鎖が分離されます。 複製は、各ストランドの順方向でのみ実行できます。 その結果、一方のストランドは順方向に連続的にコピーされ、もう一方のストランドは後で結合されるセグメントに不連続にコピーされます。
DNA鎖に方向性がある理由
二重らせんDNA分子の側面はで構成されています リン酸基と糖基 ラングはで構成されていますが 核酸塩基. 慣例により、有機分子の炭素鎖または環の炭素原子には順番に番号が付けられます。 核酸塩基の炭素原子には、1、2、3などの番号が付けられています。 糖基の番号付けされた炭素原子を区別するために、これらの炭素は素数記号、すなわち1 '、2'、3 'など、または1つの素数などを使用して番号が付けられます。
糖基には1 'から5'の番号が付けられた5つの炭素原子があります。 5 '原子には リン酸基 3 'カーボンがリンクしている間にそれに接続されます OH基. らせんの側面を形成するために、糖基の片側の5 'リン酸は次のヌクレオチドの3'OHにリンクします。 このストランドのシーケンスは 5 'から3'.
らせん分子のラングは、結合した核酸塩基から形成されます。 DNA分子の4つの塩基は、A、G、C、Tと略されるアデニン、グアニン、シトシン、チミンです。 AとTの塩基はリンクを形成でき、GとCはリンクできます。
5 'から3'の配列鎖のヌクレオチドが別のヌクレオチドに結合してラングを形成する場合、他のヌクレオチドは反対のリン酸/ OH配列を持っています。 これは、らせんの一方の側が5 'から3'の方向に走り、もう一方の側が 3 'から5' 方向。
不連続DNA複製と連続複製
DNA合成は、二重らせんの2本の鎖が分離されている場合にのみ発生します。 DNA複製中に、酵素がらせんを壊して開き、 DNAポリメラーゼ 各ストランドをコピーします。 5 'から3'の方向に走るストランドはリーディングストランドと呼ばれ、3 'から5'のシーケンスを持つもう一方のストランドはラギングストランドです。
ポリメラーゼは、次のDNAのみをコピーできます。 5 'から3'の方向。 これは、ストランドに沿って分離の初期点から移動するときに、リーディングストランドを継続的に複製できることを意味します。 遅れている鎖をコピーするために、ポリメラーゼは分離の最初の点まで鎖に沿って逆方向に複製しなければなりません。
次に、レプリケーションが停止し、ストランドを上に移動して、すでにコピーされているセグメントに再び戻ります。 と呼ばれる一連の切断されたDNAセグメントコピー 岡崎フラグメント 遅れているストランドから生成されます。
DNAリガーゼ
DNA複製が進むにつれて、 DNAリガーゼ酵素 岡崎フラグメントを連続ストランドに結合します。 リーディングストランドの連続合成と区分的または不連続な複製のこの組み合わせ 遅れている鎖のセグメントが結合されると、遅れている鎖は2つの新しいDNAヘリックスをもたらします 一緒。
それぞれの新しい二重らせんには、元のDNA分子からの親鎖と、DNAポリメラーゼによって合成された新しく複製された鎖があります。 複製が正常に終了すると、元のDNAの2つのコピーに違いはありません。 一方は連続複製によって得られ、もう一方は不連続DNAを持っていたが レプリケーション。