Назви ниток ДНК

Було показано, що структура дезоксирибонуклеїнової кислоти - ДНК - є подвійною спіраллю років тому, але домовленості про присвоєння імен кожній ланцюжку стали предметом плутанини як для науковців, так і для студентів. Серед пар ДНК одну називають Уотсоном, а іншу - Криком, на честь двох співвідкривачів ДНК. Але в науковій літературі розходяться думки щодо того, яку нитку слід давати, яку назву. Система імен Уотсона-Крика мала на меті вказувати на різні функціональні властивості кожного ланцюга в структурі ДНК, що є тією ж метою інших систем іменування. Дуже важливо розуміти різні контексти, в яких окремі напрямки повинні приймати різні імена. Два досконалі приклади - це їхні різні ролі в реплікації або транскрипції ДНК. Знання того, що кожна нитка робить у біологічному процесі, допоможе з’ясувати, чому їй дали таку назву.

Транскрипція - це процес копіювання ДНК в РНК. Це робиться ферментом, який називається РНК-полімераза (РНК Pol). РНК Pol зчитує лише один із двох ланцюгів ДНК, оскільки створює молекулу РНК. Дволанцюгова молекула ДНК розщеплюється, і РНК Pol зв’язується з одним ланцюгом, який вона зчитує та копіює. Ця нитка називається шаблонною ниткою, або антисенсовою ниткою. Вироблена молекула РНК буде комплементарною ланцюжку матриці, тобто нуклеотиди ланцюг матриці та молекула РНК збігаються між собою за правилами: аденін до урацилу, а гуанін до цитозин.

Коли транскрибується РНК з ДНК, РНК-полімераза зв'язується і копіює шаблонну ланцюг. Решта ланцюг називається кодуючою ланцюгом (див. Посилання 5) або сенсовою ланцюгом. Враховуючи основні правила сполучення нуклеїнових кислот (пари А з Т та G пари з С), кодуючий або сенсовий ланцюг ДНК має однакову послідовність із послідовністю РНК, що виробляється. Виняток тут полягає в тому, що РНК містить нуклеотид U (урацил) замість Т (тимін), обидва з яких поєднуються з А (аденин).

Перед мітозом або поділом клітини клітина повинна повторити свою ДНК, щоб кожна дочірня клітина мала однакову кількість ланцюгів ДНК. ДНК-полімераза - це фермент, який копіює довгі ділянки ДНК у більше ДНК. На виделці реплікації молекула ДНК розстібається, утворюючи бульбашку, в яку ковзає Полімераза. Полімераза зв'язується з обома ланцюгами незмотаної ДНК і починає робити копії обох ланцюгів. Одна з копій виконана у вигляді єдиної суцільної нитки, яку називають провідною ниткою. Реплікація ДНК - ще один випадок, коли нитки ДНК мають різні назви.

Антипаралельна структура ДНК-сходів означає, що одна нитка проходить від голови до хвоста, а інша - від хвоста до голови. Під час реплікації ДНК ДНК-полімераза повинна одночасно зчитувати та копіювати обидві нитки, хоча вони рухаються в протилежних напрямках. Оскільки ДНК-полімераза може зчитувати та копіювати нитки ДНК лише в одному напрямку - від хвоста до голови - ланцюга що зустрічі Полімерази, орієнтовані в голові до хвоста, не можуть бути прочитані та скопійовані як безперервні пасмо. Ця нитка від голови до хвоста копіюється як короткі фрагменти, які називаються фрагментами Оказакі, які згодом сплавляються, утворюючи одну довгу нитку. При реплікації ДНК нитка, яка утворюється фрагментами, називається відстаючою ниткою.