Genetický kód živých organizmov je obsiahnutý v DNA chromozómy. Molekula DNA je dvojitá špirála zložená z párov nukleotidy, pričom každá pozostáva z fosfátovej skupiny, cukrovej skupiny a dusíkatej bázy. Štruktúra nukleotidov je asymetrická, čo znamená, že dva reťazce dvojitej špirálovej DNA majú opačné smery.
Ak počas replikácie DNA dôjde k syntéze DNA, oddelia sa dva reťazce dvojitej špirály. Replikácia sa môže uskutočniť iba smerom dopredu od každého vlákna. Výsledkom je, že jeden prameň sa kopíruje kontinuálne v smere dopredu, zatiaľ čo druhý sa kopíruje diskontinuálne v segmentoch, ktoré sa neskôr spoja.
Prečo majú reťazce DNA smer
Boky molekúl DNA s dvojitou špirálou sú tvorené fosfátové a cukrové skupiny zatiaľ čo priečky sú tvorené dusíkaté bázy. Podľa konvencie sú atómy uhlíka v uhlíkových reťazcoch alebo kruhoch organických molekúl očíslované postupne. Atómy uhlíka v dusíkatých bázach sú očíslované 1, 2, 3 atď. Na rozlíšenie od očíslovaných atómov uhlíka skupín cukrov sa tieto uhlíky číslujú pomocou primárneho symbolu, t. J. 1 ', 2', 3 'atď., Alebo jedného prvočísla atď.
V skupinách cukru je päť atómov uhlíka, očíslovaných od 1 'do 5'. 5 'atóm má fosfátová skupina pripojený k nemu, zatiaľ čo 3 'uhlík sa viaže na Skupina OH. Na vytvorenie strán špirály sa 5 'fosfát na jednej strane skupiny cukru naviaže na 3' OH nasledujúceho nukleotidu. Sekvencia tohto vlákna je 5 'až 3'.
Príčky molekuly helixu sú tvorené z naviazaných dusíkatých báz. Štyri bázy v molekulách DNA sú adenín, guanín, cytozín a tymín, skrátene A, G, C a T. Bázy A a T môžu vytvárať väzbu a G a C sa môžu spájať.
Keď sa nukleotid z 5 'až 3' sekvenčného reťazca spojí s iným nukleotidom a vytvorí priečku, druhý nukleotid má opačnú fosfátovú / OH sekvenciu. To znamená, že jedna strana skrutkovice prebieha v smere 5 'až 3', zatiaľ čo druhá strana prebieha v smere 3 'až 5' smer.
Diskontinuálna replikácia DNA verzus kontinuálna replikácia
Syntéza DNA môže prebiehať iba vtedy, keď sú dva reťazce dvojitej špirály oddelené. Počas replikácie DNA otvorí enzým špirálu a DNA polymeráza kopíruje každý prameň. Prameň prebiehajúci v smere 5 'až 3' sa nazýva vedúci prameň, zatiaľ čo druhý prameň so sekvenciou 3 'až 5' je zaostávajúcim prameňom.
Polymeráza môže kopírovať iba DNA v DNA Smer 5 'až 3'. To znamená, že môže kontinuálne replikovať vedúci reťazec, keď sa pohybuje od počiatočného bodu oddelenia pozdĺž vlákna. Aby sa kopírovalo zaostávajúce vlákno, musí sa polymeráza replikovať dozadu pozdĺž vlákna do počiatočného bodu separácie.
Replikácia sa potom zastaví, posunie sa nahor po vlákne a opäť sa posúva dozadu k segmentu, ktorý už bol skopírovaný. Séria odpojených kópií segmentu DNA tzv Okazaki fragmenty sa vyrábajú zo zaostávajúceho vlákna.
DNA ligáza
S postupujúcou replikáciou DNA Enzým DNA ligáza spája fragmenty Okazaki do súvislého vlákna. Táto kombinácia kontinuálnej syntézy vedúceho reťazca a čiastočnej alebo diskontinuálnej replikácie výsledkom zaostávajúceho vlákna sú dve nové špirály DNA po spojení segmentov zaostávajúceho vlákna spolu.
Každá nová dvojitá špirála má pôvodné vlákno z pôvodnej molekuly DNA a novo replikované vlákno syntetizované DNA polymerázou. Po úspešnom ukončení replikácie nie je rozdiel v dvoch kópiách pôvodnej DNA molekula, hoci jedna bola odvodená kontinuálnou replikáciou, zatiaľ čo druhá mala diskontinuálnu DNA replikácia.