Den genetiske koden for levende organismer er inneholdt i DNA av kromosomer. DNA-molekylet er en dobbel helix som består av par av nukleotider, hver bestående av en fosfatgruppe, en sukkergruppe og en nitrogenbase. Strukturen til nukleotidene er asymetrisk, noe som betyr at de to strengene i dobbel helix-DNA har motsatt retning.
Når DNA-syntese finner sted under DNA-replikasjon, skilles de to strengene i dobbel helix. Replikering kan bare finne sted i fremoverretningen av hver streng. Som et resultat kopieres den ene strengen kontinuerlig i fremoverretningen mens den andre kopieres diskontinuerlig i segmenter som senere sammenføyes.
Hvorfor DNA-strengene har en retning
Sidene av de dobbelte helix-DNA-molekylene består av fosfat- og sukkergrupper mens trinnene består av nitrogenholdige baser. Etter konvensjonen er karbonatomene i karbonkjedene eller ringene til organiske molekyler nummerert i rekkefølge. Karbonatomer i nitrogenholdige baser er nummerert 1, 2, 3, etc. For å skille de nummererte karbonatomer i sukkergruppene, er disse karbonene nummerert ved hjelp av et primsymbol, dvs. 1 ', 2', 3 ', etc., eller en prime etc.
Det er fem karbonatomer i sukkergruppene, nummerert 1 'til 5'. 5'-atomet har en fosfatgruppe festet til den mens 3'-karbonet kobles til en OH-gruppen. For å danne sidene av helixen, kobles 5'-fosfatet på den ene siden av sukkergruppen til 3'OH i neste nukleotid. Sekvensen til denne strengen er 5 'til 3'.
Sporene i spiralmolekylet er dannet fra koblede nitrogenholdige baser. De fire basene i DNA-molekyler er adenin, guanin, cytosin og tymin forkortet A, G, C og T. A- og T-basene kan danne en lenke, og G og C kan lenke.
Når et nukleotid av 5 'til 3' sekvenskjeden knytter seg til et annet nukleotid for å danne et trinn, har det andre nukleotidet den motsatte fosfat / OH-sekvensen. Dette betyr at den ene siden av helixen går i 5 'til 3' retning mens den andre siden løper i 3 'til 5' retning.
Diskontinuerlig DNA-replikering kontra kontinuerlig replikering
DNA-syntese kan bare finne sted når de to strengene i dobbel helix er atskilt. Under DNA-replikasjon bryter et enzym opp spiralen og DNA-polymerase kopierer hver streng. Strengen som løper i 5 'til 3' retning kalles den ledende strengen mens den andre strengen, med en 3 'til 5' sekvens, er den forsinkede strengen.
Polymerasen kan bare kopiere DNA i 5 'til 3' retning. Dette betyr at den kontinuerlig kan replikere den ledende strengen når den beveger seg fra det første separasjonspunktet langs strengen. For å kopiere den hengende strengen, må polymerasen replikere bakover langs strengen til det opprinnelige separasjonspunktet.
Replikering stopper deretter, beveger seg oppover i strengen og beveger seg bakover igjen til segmentet som allerede er kopiert. En serie kopierte DNA-segmentkopier kalt Okazaki fragmenter er produsert fra den hengende strengen.
DNA ligase
Etter hvert som DNA-replikering utvikler seg, DNA ligase enzym føyer seg Okazaki-fragmentene til en kontinuerlig streng. Denne kombinasjonen av kontinuerlig syntese av den ledende strengen og stykkevis eller diskontinuerlig replikering av den hengende strengen resulterer i to nye DNA-helixer når segmentene av den hengende strengen er blitt sammenføyd sammen.
Hver nye dobbeltspiral har en hovedstreng fra det opprinnelige DNA-molekylet og en nylig replikert streng, syntetisert av DNA-polymerase. Når replikering er avsluttet med hell, er det ingen forskjell i de to kopiene av det originale DNAet molekyl, selv om det ene ble avledet gjennom kontinuerlig replikering mens det andre hadde diskontinuerlig DNA replikering.