Codul genetic al organismelor vii este conținut în ADN-ul cromozomi. Molecula de ADN este o dublă helix formată din perechi de nucleotide, fiecare constând dintr-o grupare fosfat, o grupă zahăr și o bază azotată. Structura nucleotidelor este asimetrică, ceea ce înseamnă că cele două fire ale ADN-ului cu dublă helică au direcții opuse.
Când sinteza ADN-ului are loc în timpul replicării ADN-ului, cele două fire ale spiralei duble sunt separate. Replicarea poate avea loc numai în direcția înainte a fiecărui fir. Ca rezultat, un fir este copiat continuu în direcția înainte, în timp ce celălalt este copiat discontinuu în segmente care sunt unite ulterior.
De ce firele ADN au o direcție
Laturile moleculelor de ADN dublu helix sunt formate din grupe fosfat și zahăr în timp ce treptele sunt alcătuite din baze azotate. Prin convenție, atomii de carbon din lanțurile de carbon sau inelele moleculelor organice sunt numerotate în ordine. Atomii de carbon din bazele azotate sunt numerotate 1, 2, 3 etc. Pentru a distinge atomii de carbon numerotați ai grupurilor de zahăr, acești carboni sunt numerotați folosind un simbol prim, adică 1 ', 2', 3 'etc., sau un prim etc.
Există cinci atomi de carbon în grupurile de zahăr, numerotate de la 1 'la 5'. Atomul 5 'are un grupa fosfat atașat la acesta în timp ce carbonul de 3 'se leagă de un Grupul OH. Pentru a forma laturile helixului, fosfatul 5 'de pe o parte a grupului de zahăr se leagă de 3' OH al nucleotidei următoare. Secvența acestui fir este 5 'până la 3'.
Treptele moleculei de helix sunt formate din baze azotate legate. Cele patru baze din moleculele ADN sunt adenina, guanina, citozina și timina prescurtate ca A, G, C și T. Bazele A și T pot forma o legătură, iar G și C pot lega.
Când o nucleotidă a lanțului de secvență 5 'până la 3' se leagă de o altă nucleotidă pentru a forma un treptat, cealaltă nucleotidă are secvența opusă fosfat / OH. Aceasta înseamnă că o parte a elicei rulează în direcția 5 'până la 3' în timp ce cealaltă parte rulează în direcția 3 'până la 5' direcţie.
Replicarea ADN discontinuă versus replicarea continuă
Sinteza ADN-ului poate avea loc numai atunci când cele două fire ale spiralei duble sunt separate. În timpul replicării ADN-ului, o enzimă deschide helixul și ADN polimerază copiază fiecare fir. Suvita care rulează în direcția 5 'până la 3' este denumită suvita principală în timp ce cealaltă suvită, cu o secvență de 3 'până la 5', este suvita întârziată.
Polimeraza poate copia ADN numai în 5 'la 3' direcție. Acest lucru înseamnă că poate replica continuu firul principal în timp ce se deplasează din punctul inițial de separare de-a lungul firului. Pentru a copia firul întârziat, polimeraza trebuie să se replice înapoi de-a lungul firului până la punctul inițial de separare.
Replicarea se oprește, se deplasează în sus pe șuviță și se deplasează din nou înapoi către segmentul care a fost deja copiat. O serie de copii de segmente de ADN deconectate numite Fragmente de Okazaki sunt produse din firul întârziat.
ADN Ligază
Pe măsură ce replicarea ADN progresează, Enzima ADN ligază unește fragmentele Okazaki într-un fir continuu. Această combinație de sinteză continuă a firului principal și de replicare parțială sau discontinuă a catena întârziată are ca rezultat două noi elice ADN odată ce segmentele catenei întârziate au fost unite împreună.
Fiecare nouă helică dublă are o catenă părinte din molecula originală de ADN și o catenă nou reprodusă, sintetizată de ADN polimeraza. Când replicarea sa încheiat cu succes, nu există nicio diferență în cele două copii ale ADN-ului original moleculă, deși una a fost derivată prin replicare continuă, în timp ce cealaltă avea ADN discontinuu replicare.
