Gyvų organizmų genetinis kodas yra DNR chromosomos. DNR molekulė yra dviguba spiralė, susidedanti iš porų nukleotidai, kiekvienas susideda iš fosfatų grupės, cukraus grupės ir azoto bazės. Nukleotidų struktūra yra asimetriška, vadinasi, dvi dvigubos spiralės DNR grandinės turi priešingas kryptis.
Kai DNR sintezė vyksta DNR replikacijos metu, dvi dvigubos spiralės sruogos yra atskiriamos. Replikacija gali vykti tik kiekvienos sruogos kryptimi į priekį. Dėl to viena kryptis yra nuolat kopijuojama į priekį, o kita - nenutrūkstamai segmentuose, kurie vėliau sujungiami.
Kodėl DNR grandinės turi kryptį
Dvigubos spiralės DNR molekulių šonai yra sudaryti fosfatų ir cukraus grupės kol laipteliai susideda iš azoto bazės. Pagal susitarimą anglies atomai anglies grandinėse arba organinių molekulių žieduose yra sunumeruoti eilės tvarka. Anglies atomai azoto bazėse yra sunumeruoti 1, 2, 3 ir kt. Kad būtų galima atskirti sunumeruotus cukraus grupių anglies atomus, šie angliai sunumeruojami naudojant pirminį simbolį, t. Y. 1 ', 2', 3 'ir kt., Arba vieną pirminį ir kt.
Cukraus grupėse yra penki anglies atomai, sunumeruoti nuo 1 'iki 5'. 5 'atomas turi a fosfatų grupė 3 'anglies jungiasi su OH grupė. Norėdami suformuoti spiralės šonus, 5 'fosfatas vienoje cukraus grupės pusėje jungiasi su kito nukleotido 3' OH. Šios krypties seka yra Nuo 5 iki 3 '.
Spiralės molekulės laipteliai susidaro iš susietų azoto bazių. Keturios DNR molekulių bazės yra adeninas, guaninas, citozinas ir timinas sutrumpintai kaip A, G, C ir T. A ir T pagrindai gali sudaryti jungtį, o G ir C - susieti.
Kai nuo 5 'iki 3' sekos grandinės nukleotidas jungiasi su kitu nukleotidu ir sudaro laiptelį, kitas nukleotidas turi priešingą fosfato / OH seką. Tai reiškia, kad viena spiralės pusė eina nuo 5 'iki 3' krypties, o kita pusė eina Nuo 3 iki 5 ' kryptis.
Nenutrūkstama DNR replikacija, palyginti su nuolatine replikacija
DNR sintezė gali vykti tik tada, kai yra atskirtos dvi dvigubos spiralės sruogos. DNR replikacijos metu fermentas pertraukia spiralę ir DNR polimerazė nukopijuoja kiekvieną sruogą. Nuo 5 'iki 3' kryptimi einanti grandinė vadinama pirmaujančia grandine, o kita grandis su 3 '- 5' seka yra atsilikusi grandinė.
Polimerazė gali nukopijuoti tik DNR Nuo 5 'iki 3' krypties. Tai reiškia, kad ji gali nuolat pakartoti pagrindinę sruogą, kai juda iš pradinio atsiskyrimo taško išilgai sruogos. Norėdami nukopijuoti atsiliekančią grandinę, polimerazė turi pasikartoti atgal išilgai grandinės iki pradinio atskyrimo taško.
Tada replikacija sustoja, juda aukštyn kryptimi ir vėl pereina atgal į jau nukopijuotą segmentą. Vadinama atjungtų DNR segmentų kopijų serija Okazaki fragmentai gaminami iš atsiliekančios sruogos.
DNR ligazė
Kai DNR replikacija progresuoja, DNR ligazės fermentas sujungia Okazaki fragmentus į ištisinę giją. Šis nuolatinės pagrindinės grandinės sintezės ir dalinio ar pertraukiamojo junginio derinio derinys atsilikusi grandinė sukelia du naujus DNR spiralės sujungus atsilikusios grandinės segmentus kartu.
Kiekviena nauja dviguba spiralė turi pirminę DNR molekulės grandinę ir naujai replikuotą grandinę, kurią sintetina DNR polimerazė. Sėkmingai pasibaigus replikacijai, dvi originalios DNR kopijos nesiskiria molekulė, nors viena buvo gauta nuolatinės replikacijos metu, o kitoje buvo nenutrūkstama DNR replikacija.