Replikationsgabel

Masur basierend auf Gluon (Spanische Version von Alejandro Porto). Wikimedia Commons.

Der Replikationsgabel Es ist der Punkt, an dem DNA -Replikation auftritt, sie wird auch als Wachstumspunkt bezeichnet. Es hat ein Y und als Replikation wird die Gabel durch das DNA -Molekül verschoben.

Die DNA -Replikation ist der Zellprozess, der die Duplikation von genetischem Material in der Zelle beinhaltet. Die Struktur der DNA ist eine Doppelhelix, und um ihren Inhalt zu replizieren, muss sie geöffnet werden. Jeder der Stränge wird Teil der neuen DNA -Kette sein, da die Replikation ein halbkondelter Prozess ist.

Die Replikationsgabel wird nur zwischen der Vereinigung zwischen der neu getrennten Vorlage oder Schimmelpilzketten und der Duplex -DNA gebildet, die sich noch nicht verdoppelt hat. Beim Starten der DNA -Replikation kann einer der Stränge leicht verdoppelt werden, während die andere Kette vor einem Polaritätsproblem ausgesetzt ist.

Das Enzym für die Polymerisierung der Kette - DNA -Polymerase - synthetisiert nur den DNA -Strang in 5 '-3' Richtung. Somit ist ein Strang kontinuierlich und der andere leiden in einer diskontinuierlichen Replikation, die Fragmente von Okazaki erzeugt.

DNA -Replikation und Replikationsgabel

DNA ist das Molekül, das die notwendigen genetischen Informationen aller lebenden Organismen hält - mit Ausnahme einiger Viren.

Dieses riesige Polymer, das aus vier verschiedenen Nukleotiden (A, T, G und C) besteht Mangel an Kern).

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Jedes Mal, wenn eine Zelle unterteilt ist.

Unidirektionale und bidirektionale Replikation

Die Replikation kann abhängig von der Bildung der Replikationsgabel am Ursprungspunkt unidirektional oder bidirektional sein.

Logischerweise wird bei Replikation in eine Richtung nur eine Gabel gebildet, während zwei Gabeln in der bidirektionalen Replikation gebildet werden.

Beteiligte Enzyme

Für diesen Prozess ist eine komplexe enzymatische Maschinerie erforderlich, die schnell funktioniert und die DNA genau replizieren kann. Die wichtigsten Enzyme sind DNA -Polymerase, Prima -DNA, Helikase -DNA, DNA -Ligasa und Topoisomerase.

Beginn der Gabelreplikation und Formation

Die DNA -Replikation startet keinen zufälligen Ort im Molekül. Es gibt bestimmte Regionen in der DNA, die den Beginn der Replikation markieren.

In den meisten Bakterien hat das bakterielle Chromosom einen einzigen Ausgangspunkt, der reich an AT ist. Diese Zusammensetzung ist logisch, da sie die Öffnung der Region erleichtert (die AN -Paare sind durch zwei Wasserstoffbrücken vereint, während das GC -Paar um drei).

Wenn sich die DNA zu öffnen beginnt, wird eine y -veränderte Struktur gebildet: die Replikationsgabel.

Dehnung und Bewegung des Mdepque

Die DNA -Polymerase kann nicht mit der Synthese von Töchtern von Grund auf neu beginnen. Sie benötigen ein Molekül, das ein 3'F -Ende hat, an dem Polymerase mit der Polymerisation beginnen kann.

Dieses kostenlose Ende 3 'wird von einem kleinen Nukleotidmolekül namens First oder Primer angeboten. Der erste wirkt als eine Art Haken für Polymerase.

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Mit der Replikation kann die Replikationsgabel in der gesamten DNA mobilisieren. Der Durchgang der Replikationsgabel hinterlässt zwei einzelne Band -DNA -Moleküle, die die Bildung von Doppelbandtöchtern leiten.

Die Gabel kann dank der Wirkung der Helikase -Enzyme, die das DNA -Molekül abwickeln, voranschreiten. Dieses Enzym bricht Wasserstoffbrücken zwischen Basenpaaren und ermöglicht die Verschiebung der Fork.

Beendigung

Die Replikation wird beendet, wenn sich die beiden Gabeln bei 180 ° C des Ursprungs befinden.

In diesem Fall sprechen wir darüber, wie der Replikationsprozess in Bakterien fließt, und es ist notwendig, den gesamten Torsionsprozess des kreisförmigen Moleküls hervorzuheben, das Replikation impliziert. Topoisomerase spielen eine relevante Rolle bei der Abwicklung des Moleküls.

Die DNA -Replikation ist semi -konservativ

Haben Sie sich gefragt, wie die Replikation in DNA auftritt? Das heißt, aus dem Doppelpropeller muss ein anderer Doppelpropeller entstehen, aber wie passiert es? Für mehrere Jahre war dies eine offene Frage unter Biologen. Es könnte mehrere Permutationen geben: zwei alte Stränge zusammen und zwei neue zusammen oder eine neue und eine alte Frau, um die Doppelhelix zu bilden.

1957 wurde diese Frage von den Forschern Matthew Meselson und Franklin Stahl gelöst. Das von den Autoren vorgeschlagene Replikationsmodell war die semi -semi -preservation.

Meselson und Stahl gaben an, dass das Ergebnis der Replikation zwei DNA -Doppelpropellermoleküle sind. Jedes der resultierenden Moleküle besteht aus einem alten Strang (von Mutter oder anfänglichem Molekül) und einem neuen neu synthetisierten Strang.

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Das Polaritätsproblem

Wie funktioniert Polymerase??

Der DNA-Propeller wird von zwei Ketten gebildet, die Antiparalle laufen: Einer ist in 5'-3 'und eine weitere 3'-5' Richtung.

Das bekannteste Enzym des Replikationsprozesses ist die DNA -Polymerase, die für die Katalyse der Vereinigung neuer Nukleotide verantwortlich ist, die der Kette zugesetzt werden. Die DNA-Polymerase kann die Kette nur in 5'-3 '-Richtung erweitern. Diese Tatsache behindert die gleichzeitige Duplizierung von Ketten in der Replikationsgabel.

Weil? Die Zugabe der Nukleotide erfolgt am freien Ende 3'DE ist eine Hydroxylgruppe (-OH). Somit kann nur eine der Ketten durch die Nukleotidanschlusses zum Ende 3 'leicht verstärkt werden. Dies wird als leitender oder kontinuierlicher Strang bezeichnet.

Produktion von Okazaki -Fragmenten

Der andere Strang kann nicht verlängert werden, da das freie Ende 5 'und nicht die 3' beträgt und keine Polymerase die Zugabe von Nukleotiden zum Ende 5 katalysiert. Das Problem wird mit der Synthese mehrerer kurzer Fragmente (von 130 bis 200 Nukleotiden) gelöst, die jeweils in normaler Richtung der Replikation von 5 bis 3 ''.

Diese diskontinuierliche Synthese von Fragmenten endet mit der Vereinigung jeder der Parteien, die durch die DNA -Ligase katalysierte Reaktion. Zu Ehren des Entdeckers dieses Mechanismus, Reiji Okazaki, werden die kleinen synthetisierten Segmente als Okazaki -Fragmente bezeichnet.

Verweise

1. Alberts, geb., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Essentielle Zellbiologie. Garlandwissenschaft.
2. Cooper, g. M., & Hausman, r. UND. (2004). Die Zelle: Molekulare Angehen. Medicinska Naklada.