מהו מזלג שכפול?

ה מזלג שכפול זוהי הנקודה בה שכפול הדנ"א מתרחש, היא נקראת גם נקודת צמיחה. יש לו צורה Y, וככל שכפול חוזר, הסיכה נעקפת על ידי מולקולת הדנ"א.

שכפול הדנ"א הוא התהליך הסלולרי הכרוך בשכפול של חומר גנטי בתא. מבנה הדנ"א הוא סליל כפול, וכדי לשכפל את תוכנו יש לפתוח אותו. כל אחד מהחוטים יהיה חלק מרשת ה- DNA החדשה, שכן תהליך השכפול הוא תהליך חצי-שמרני.

המזלג שכפול נוצר רק בין צומת בין תבנית מופרדת החדש או שרשראות תבנית דנ"א דופלקס שעדיין לא שכפל. כאשר ייזום שכפול דנ"א, אחד הגדילים ניתן לשכפל בקלות, בעוד גדיל השני פונה בעיה קוטביות.

האנזים האחראי על פילמור השרשרת - פולימראז הדנ"א - מסנתז את גדילי הדנ"א בקו ה -53. לפיכך, אחד strand הוא רציף והשני סובל שכפול רציף, יצירת שברי Okazaki.

אינדקס

• 1 שכפול של דנ"א ומזלג שכפול
  • 1.1 שכפול חד - כיווני ו כיווני
  • 1.2 אנזימים מעורבים
  • 1.3 התחלה של שכפול ומזלג
  • 1.4 הארכה ותזוזה של המזלג
  • 1.5 סיומה
• 2 שכפול דנ"א הוא semicervative
• 3 בעיית הקוטביות
  • 3.1 כיצד עובד הפולימראז?
  • 3.2 ייצור שברי אוזקאקי
• 4 הפניות

שכפול של דנ"א ומזלג שכפול

הדנ"א הוא המולקולה המחזיקה במידע הגנטי הדרוש לכל אורגניזמים חיים - למעט כמה וירוסים.

פולימר גדול זה מורכב מארבעה נוקלאוטידים שונים (A, T, G ו- C) שוכן הגרעין של איקריוטיים, בכל התאים שמרכיבים את הרקמות של יצורים אלה (למעט תאי דם אדומים בוגרים של יונקים, חסר של הליבה).

בכל פעם שהתא מתחלק, יש לשכפל את הדנ"א כדי ליצור תא בת עם חומר גנטי.

שכפול חד-כיווני ודיו-כיווני

שכפול יכול להיות חד-כיווני או דו-כיווני, בהתאם להיווצרות מזלג השכפול בנקודת המוצא.

מבחינה הגיונית, במקרה של שכפול בכיוון אחד, רק מזלג אחד נוצר, בעוד שכפול דו כיווני שני מזלגות נוצרים.

אנזימים מעורבים

לשם כך, יש צורך במנגנון אנזימטי מורכב, הפועל במהירות ויכול לשכפל את הדנ"א בצורה מדויקת. האנזימים החשובים ביותר הם פולימראז DNA, DNA DNA, helicase דנ"א, ליגז DNA ו topoisomerase.

התחלה של שכפול ויצירת המזלג

שכפול הדנ"א אינו מתחיל בשום מקום אקראי במולקולה. ישנם אזורים ספציפיים בדנ"א המסמנים את תחילת השכפול.

ברוב החיידקים, כרומוזום החיידק יש נקודת התחלה עשירה ב- AT. הרכב זה הוא הגיוני, שכן הוא מאפשר את פתיחת האזור (זוגות AT מצטרפים שני גשרים מימן, בעוד זוג GC על ידי שלושה).

כאשר הדנ"א מתחיל להיפתח, מבנה בצורת Y יוצר: מזלג שכפול.

הארכה ותנועה של המזלג

פולימראז DNA אינו יכול להתחיל את הסינתזה של רשתות בתי מאפס. אתה צריך מולקולה שיש לה 3'-end כך פולימראז יש היכן להתחיל לפזר.

זה סוף 3 'חינם מוצע על ידי מולקולה קטנה של נוקלאוטידים נקרא תחל או פריימר. המעשים הראשונים כסוג של וו עבור polymerase.

עם שכפול, מזלג שכפול יש את היכולת לנוע לאורך ה- DNA. המגרש של מזלג שכפול משאיר שתי מולקולות DNA יחיד להנחות את היווצרות של מולקולות הבת כפולה להקת.

המזלג יכול להתקדם הודות לפעולת האנזימים של הליקאז, המפרקים את מולקולת הדנ"א. אנזים זה שובר את קשרי המימן בין זוגות הבסיס ומאפשר את העקירה של המזלג.

סיום

שכפול מסתיים כאשר שני מזלגות הם ב 180 ° C מן המקור.

במקרה זה, אנחנו מדברים על איך תהליך השכפול של החיידקים זורם יש צורך להדגיש את תהליך פיתול שלם של מולקולה עגולה הכוללת שכפול. טופואיזומראזים ממלאים תפקיד חשוב בהתרת המולקולה.

שכפול דנ"א הוא חצי-סובייקטיבי

האם תהית אי פעם כיצד מתרחשת הדגימה בדנ"א? כלומר, סליל כפול נוסף חייב לנבוע מהסליל הכפול, אבל איך זה קורה? במשך שנים אחדות היתה זו שאלה פתוחה בקרב הביולוגים. יכולות להיות כמה תמורות: שתי גדילים ישנים יחד ושניים חדשים יחד, או חוט חדש ואחד ישן כדי ליצור את הסליל הכפול.

בשנת 1957, שאלה זו נענתה על ידי חוקרים מתיו Meselson ו פרנקלין Stahl. מודל השכפול שהוצע על ידי המחברים הוא הסמי-שמרני.

Meselson ו Stahl הצהיר כי התוצאה של שכפול הם שני מולקולות דנ"א כפול תקועים. כל אחת מהמולקולות המתקבלות מורכבת מחוט זקן (מהאם או ממולקולה ראשונית) ומחרוזת חדשה מסונתזת..

בעיית הקוטביות

איך עובד פולימראז?

סליל הדנ"א נוצר על ידי שתי שרשרות שפועלות בצורה מקבילה: אחת הולכת בכיוון 5 - 3 ו -3 '.

תהליך שכפול אנזים הבולט הוא DNA פולימרז, אשר אחראי מזרזות הכריכה של נוקלאוטידים חדשים יתווסף בשרשרת. פולימראז ה- DNA יכול רק להאריך את השרשרת ב '5'3' לכיוון. עובדה זו מעכבת את הכפילות בו זמנית של השרשראות במזלג השכפול.

למה? התוספת של נוקליאוטידים מתרחשת בקצה החופשי 3 'שם נמצא קבוצת הידרוקסיל (-OH). לכן, רק אחד השרשראות יכול להיות מוגבר בקלות על ידי תוספת מסוף של נוקלאוטיד עד 3 'סוף. זה נקרא חוט מוליך או מתמשך.

הפקה של שברי אוזקאקי

הגדיל האחר עשוי לא להאריך, כי בסופו של דבר בחינם הוא 5 "ולא 3" וכל פולימראז מזרז תוספת של נוקלאוטידים עד סוף" 5. הבעיה נפתרת על ידי סינתזה של שברי קצר מרובים (130-100 נוקליאוטידים), כל אחד בכיוון הרגיל של שכפול מ 5 'ל 3'.

זה סינתזה רציפה של שברי מסתיים עם האיחוד של כל אחד החלקים, תגובה מזוקק על ידי ליגז DNA. לכבוד המגלה של מנגנון זה, רייג'י Okazaki, קטעים קטנים מסונתז נקראים שברי אוקאזאקי.

הפניות

1. אלברטס, ב, בריי, ד, הופקין, ק ', ג' ונסון, א.ד., לואיס, ג ', רף, מ', ... & Walter, P. (2015). ביולוגיה תאית חיונית. מדע גרלנד.
2. קאן, ק., & Ishino, י '(1999). שכפול דנ"א Archaeal: זיהוי חלקי כדי לפתור חידה. גנטיקה, 152(4), 1249-67.
3. קופר, ג 'מ', והאוסמן, ר '(2004). התא: גישה מולקולרית. מדיקלנסקה נקלדה.
4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). פונקציות מרובות של פולימרים DNA. ביקורות קריטיות במדעי הצמח, 26(2), 105-122.
5. לוין, ב. (2008). גנים IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K., & Kunkel, T. A. (2003). פונקציות של פולימרים DNA אוקריוטים. המדע של SAGE KE, 2003(8), 3.
7. Steitz, T. A. (1999). פולימריות DNA: גיוון מבני ומנגנונים משותפים. כתב עת לכימיה ביולוגית, 274(25), 17395-17398.
8. Watson, J. D. (2006). ביולוגיה מולקולרית של הגן. אד פנמריקנה מדיקל.
9. Wu, S., Beard, W. A., Pedersen, L. G, & Wilson, S. H. (2013). השוואה מבנית של ארכיטקטורת DNA polymerase מציע שער nucleotide לאתר פעיל polymerase. ביקורות כימיות, 114(5), 2759-74.