Nĩa nhân rộng là gì?



các nhân rộng ngã ba đó là điểm mà sự sao chép DNA xảy ra, nó còn được gọi là điểm tăng trưởng. Nó có hình dạng chữ Y và khi tiến hành sao chép, chiếc kẹp tóc bị thay thế bởi phân tử DNA.

Sao chép DNA là quá trình tế bào liên quan đến sự nhân đôi của vật liệu di truyền trong tế bào. Cấu trúc của DNA là một chuỗi xoắn kép và để sao chép nội dung của nó, nó phải được mở. Mỗi chuỗi sẽ là một phần của chuỗi DNA mới, vì sao chép là một quá trình bán tự động.

Ngã ba sao chép được hình thành ngay giữa điểm nối giữa mẫu hoặc chuỗi mẫu mới được tách và DNA song công chưa được sao chép. Khi bắt đầu sao chép DNA, một trong các chuỗi có thể dễ dàng được nhân đôi, trong khi các chuỗi khác phải đối mặt với vấn đề phân cực.

Enzim chịu trách nhiệm trùng hợp chuỗi - DNA polymerase - chỉ tổng hợp chuỗi DNA theo hướng 5'-3 '. Do đó, một chuỗi là liên tục và chuỗi kia chịu sự sao chép không liên tục, tạo ra các mảnh Okazaki.

Chỉ số

  • 1 Sao chép DNA và nhân bản ngã ba
    • 1.1 Nhân rộng một chiều và hai chiều
    • 1.2 Enzyme liên quan
    • 1.3 Bắt đầu nhân rộng và hình thành ngã ba
    • 1.4 Độ giãn dài và chuyển động của ngã ba
    • 1.5 Chấm dứt
  • Sao chép 2 DNA là bán tự động
  • 3 Bài toán phân cực
    • 3.1 Cách thức hoạt động của polymerase?
    • 3.2 Sản xuất các mảnh Okazaki
  • 4 tài liệu tham khảo

Sao chép DNA và nhân bản ngã ba

DNA là phân tử chứa thông tin di truyền cần thiết của tất cả các sinh vật sống - ngoại trừ một số virus.

Polyme khổng lồ này bao gồm bốn nucleotide khác nhau (A, T, G và C) cư trú trong nhân của sinh vật nhân chuẩn, trong mỗi tế bào tạo nên các mô của những sinh vật này (ngoại trừ trong các tế bào hồng cầu trưởng thành của động vật có vú, thiếu cốt lõi).

Mỗi khi một tế bào phân chia, DNA phải được sao chép để tạo ra một tế bào con với vật liệu di truyền.

Nhân rộng một chiều và hai chiều

Sao chép có thể là một chiều hoặc hai chiều, tùy thuộc vào sự hình thành của ngã ba nhân rộng tại điểm xuất phát.

Theo logic, trong trường hợp sao chép theo một hướng, chỉ có một ngã ba được hình thành, trong khi sao chép hai chiều, hai dĩa được hình thành.

Enzyme liên quan

Đối với quá trình này, cần có một bộ máy enzyme phức tạp, hoạt động nhanh chóng và có thể sao chép DNA một cách chính xác. Các enzyme quan trọng nhất là DNA polymerase, DNA primase, DNA helicase, DNA ligase và topoisomerase.

Bắt đầu nhân rộng và hình thành ngã ba

Sự sao chép DNA không bắt đầu tại bất kỳ vị trí ngẫu nhiên nào trong phân tử. Có những vùng cụ thể trong DNA đánh dấu sự bắt đầu sao chép.

Ở hầu hết các vi khuẩn, nhiễm sắc thể của vi khuẩn có một điểm khởi đầu giàu AT. Thành phần này là hợp lý, vì nó tạo điều kiện cho việc mở khu vực (các cặp AT được nối bởi hai cầu hydro, trong khi cặp GC bằng ba).

Khi DNA bắt đầu mở, cấu trúc hình chữ Y hình thành: ngã ba nhân rộng.

Độ giãn dài và chuyển động của ngã ba

DNA polymerase không thể bắt đầu tổng hợp chuỗi con gái từ đầu. Bạn cần một phân tử có đầu 3 'để polymerase có nơi bắt đầu trùng hợp.

Kết thúc 3 'miễn phí này được cung cấp bởi một phân tử nhỏ nucleotide được gọi là mồi hoặc mồi. Đầu tiên hoạt động như một loại móc cho polymerase.

Với quá trình sao chép, ngã ba nhân bản có khả năng di chuyển dọc theo DNA. Cao độ của ngã ba sao chép để lại hai phân tử DNA đơn băng chỉ đạo sự hình thành các phân tử con gái hai băng tần.

Cái nĩa có thể tiến lên nhờ hoạt động của các enzyme helicase làm mất phân tử DNA. Enzim này phá vỡ liên kết hydro giữa các cặp bazơ và cho phép sự dịch chuyển của nĩa.

Chấm dứt

Sự sao chép bị chấm dứt khi hai dĩa ở 180 ° C từ gốc.

Trong trường hợp này, chúng tôi nói về quá trình sao chép trong vi khuẩn chảy và cần phải làm nổi bật toàn bộ quá trình xoắn của phân tử tròn có liên quan đến sự sao chép. Topoisomera đóng một vai trò quan trọng trong việc tháo gỡ các phân tử.

Sao chép DNA là bán tự động

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào sao chép xảy ra trong DNA? Điều đó có nghĩa là, một chuỗi xoắn kép khác phải phát sinh từ chuỗi xoắn kép, nhưng nó xảy ra như thế nào? Trong nhiều năm, đây là một câu hỏi mở giữa các nhà sinh học. Có thể có một số hoán vị: hai sợi cũ với nhau và hai sợi mới với nhau, hoặc một sợi mới và một sợi cũ để tạo thành chuỗi xoắn kép.

Năm 1957, câu hỏi này đã được trả lời bởi các nhà nghiên cứu Matthew Meselson và Franklin Stahl. Mô hình nhân rộng được đề xuất bởi các tác giả là bán tự động.

Meselson và Stahl tuyên bố rằng kết quả của sự sao chép là hai phân tử DNA sợi đôi. Mỗi phân tử kết quả bao gồm một chuỗi cũ (từ mẹ hoặc phân tử ban đầu) và một chuỗi mới được tổng hợp..

Vấn đề cực

Cách thức hoạt động của polymerase?

Chuỗi xoắn DNA được hình thành bởi hai chuỗi chạy theo đường ngược chiều: một chuỗi đi theo hướng 5'-3 'và 3'-5' khác.

Enzim quan trọng nhất trong quá trình sao chép là DNA polymerase, chịu trách nhiệm xúc tác cho sự liên kết của các nucleotide mới sẽ được thêm vào chuỗi. DNA polymerase chỉ có thể mở rộng chuỗi theo hướng 5'-3 '. Thực tế này cản trở sự trùng lặp đồng thời của các chuỗi trong ngã ba nhân rộng.

Tại sao? Việc bổ sung nucleotide xảy ra ở đầu tự do 3 trong đó tìm thấy một nhóm hydroxyl (-OH). Do đó, chỉ một trong các chuỗi có thể dễ dàng được khuếch đại bằng cách thêm đầu cuối của nucleotide vào đầu 3 '. Điều này được gọi là chuỗi dẫn hoặc liên tục.

Sản xuất các mảnh Okazaki

Các sợi khác không thể kéo dài, vì đầu tự do là 5 'chứ không phải 3' và không có polymerase xúc tác cho việc bổ sung nucleotide vào đầu 5 '. Vấn đề được giải quyết bằng cách tổng hợp nhiều đoạn ngắn (130 đến 200 nucleotide), mỗi đoạn theo hướng sao chép bình thường từ 5 'đến 3'.

Sự tổng hợp không liên tục của các mảnh này kết thúc bằng sự kết hợp của từng bộ phận, một phản ứng được xúc tác bởi DNA ligase. Để vinh danh người phát hiện ra cơ chế này, Reiji Okazaki, các phân đoạn nhỏ được tổng hợp được gọi là các mảnh của Okazaki.

Tài liệu tham khảo

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2015). Sinh học tế bào thiết yếu. Khoa học vòng hoa.
  2. Cann, I. K., & Ishino, Y. (1999). Sao chép DNA Archaeal: xác định các mảnh để giải câu đố. Di truyền học, 152(4), 1249-67.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2004). Tế bào: Cách tiếp cận phân tử. Dược phẩm naklada.
  4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). Nhiều chức năng của DNA polymerase. Đánh giá quan trọng trong khoa học thực vật, 26(2), 105-122.
  5. Luân Đôn, B. (2008). gen IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K., & Kunkel, T. A. (2003). Chức năng của polymerase sinh vật nhân chuẩn. Khoa học SAGE KE, 2003(8), 3.
  7. Steitz, T. A. (1999). DNA polymerase: đa dạng cấu trúc và cơ chế chung. Tạp chí hóa học sinh học, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J. D. (2006). Sinh học phân tử của gen. Ed. Panamericana Y tế.
  9. Wu, S., Beard, W. A., Pedersen, L. G., & Wilson, S. H. (2013). So sánh cấu trúc của kiến ​​trúc DNA polymerase cho thấy một cổng nucleotide đến vị trí hoạt động polymerase. Đánh giá hóa học, 114(5), 2759-74.