Replikacja DNA: Różnice pomiędzy wersjami
| [wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
Usunięta treść Dodana treść
m Redukuję wywołanie Szablon:Przypisy i dodaję nagłówek |
m drobne redakcyjne |
||
Linia 1:
'''Replikacja DNA''' − proces, w którym podwójna nić [[Kwas deoksyrybonukleinowy|DNA]] ([[podwójna helisa]]) ulega skopiowaniu (proces samoodtwarzania się DNA<ref name="Drewa">{{Cytuj książkę | inni= Gerard Drewa, Tomasz Ferenc (red.) | tytuł = Podstawy genetyki dla studentów i lekarzy | wydawca = Elsevier Urban & Partner | miejsce = Wrocław | data = 2007 | strony = ? | isbn = 978-83-87944-83-4}}</ref>).
Replikacja jest semikonserwatywna (półzachowawcza) == Substraty i enzymy ==
Replikacja jest [[Proces endoenergetyczny|procesem endoenergetycznym]]. Substraty stanowią:
* matryca DNA<ref name="Drewa" />
* trifosforany deoksyrybonukleotydów (dNTP) – budulec nowej nici DNA
* [[Adenozyno-5′-trifosforan|ATP]]/[[Cytydyno-5′-trifosforan|CTP]]/[[Guanozyno-5′-trifosforan|GTP]] – źródło energii dla helikaz.
W procesie tym bierze udział wiele
* [[Topoizomerazy|topoizomeraza]] – wprowadza lub usuwa skręty z podwójnej nici DNA przez przerywanie i ponowne łączenie jednej lub obu nici<ref name=":0" />
* [[helikazy]] – rozrywają [[Wiązanie wodorowe|wiązania wodorowe]] między nićmi matrycowego DNA, rozkręcając helisę i umożliwiając rozpoczęcie procesu replikacji<ref name=":0" />
* [[
* [[polimerazy]] DNA – katalizują reakcję łączenia się kolejnych nukleotydów w łańcuch polinukleotydowy [[
* [[Egzonukleazy|egzonukleaza]] – usuwa startery RNA z nici;
* [[ligaza DNA]] – uzupełnia brakujące [[wiązanie fosfodiestrowe|wiązania fosfodiestrowe]] w szkielecie nowo zsyntetyzowanej nici DNA<ref name=":0" />;
Linia 17 ⟶ 19:
== Mechanizm ==
Zasady replikacji są podobne u wszystkich
U bakterii replikacja zaczyna się w ustalonym miejscu i postępuje bardzo szybko, z prędkością rzędu 1000 [[Nukleotydy|nukleotydów]] na sekundę. U eukariotów replikacja jest znacznie wolniejsza, ok. 50 nukleotydów na sekundę, jednak zachodzi równocześnie w wielu miejscach{{Fakt|data = 2016-02}}.
Linia 27 ⟶ 29:
=== Szczegóły procesu ===
Kopiowanie podwójnej helisy DNA jest procesem złożonym. Proces dzieli się na fazy ''inicjalizacji'', ''elongacji'' (wydłużania) i ''terminacji''<ref name=":0" />.
==== Inicjacja ====
W kolistych cząsteczkach DNA replikacja rozpoczyna się zawsze w tych samych miejscach inicjacji, o długości ok. 200–300 par nukleotydów. Miejsce to oznacza się skrótem ''ori'' (od [[Język angielski|ang.]] ''origin''s ''of replication''). W liniowych [[chromosom]]ach aktywnych przebiegać może wiele (tysiące) jednoczesnych procesów replikacji. Miejsca cząsteczek DNA, w których zachodzi replikacja, noszą nazwę [[replikon]]ów (jednostka replikacji, zawiera miejsce rozpoczęcia i zakończenia procesu oraz wszystkie sekwencje fizyczne do niego przylegające, które są pod jego kontrolą i replikują razem z nim)<ref name="Winter">{{Cytuj książkę | autor = Paul C. Winter, G. Ivor Hickey, Hugh L. Fletcher | tytuł = Krótkie wykłady. Genetyka | wydawca = [[Wydawnictwo Naukowe PWN|PWN]] | miejsce = Warszawa | data = 2000 | strony = 55 | isbn = 83-01-13213-2}}</ref>. Podwójna helisa DNA ulega rozwijaniu (odwinięciu od nukleosomów) i odsuwaniu się od siebie, następuje jej rozplatanie pod wpływem katalizującego działania enzymów: helikazy oraz topoizomerazy. Aby replikacja przebiegła prawidłowo, podczas rozdzielenia obu nici nie może dojść do zaburzenia ich struktury podstawowej (I-rzędowej). Muszą także zostać spełnione następujące warunki:
* matryca DNA musi zostać dokładnie odczytana,
* dostępna musi być odpowiednia ilość wolnych nukleotydów,
* podczas procesu musi zostać zachowana komplementarność nici ([[
Powstałe po inicjacji widełki replikacyjne przesuwają się wzdłuż powielanej nici DNA. Rozplecione nici DNA stanowią matryce, na których w sposób komplementarny będą syntetyzowane nowe łańcuchy DNA<ref name=":0" />.
==== Elongacja ====
Jedna nić wydłużana jest w sposób ciągły zgodnie z kierunkiem przesuwania widełek replikacyjnych - jest to nić prowadząca (wiodąca). Druga nić jest tworzona fragmentarycznie w postaci krótkich fragmentów Okazaki w kierunku przeciwnym do ruchu widełek replikacyjnych. Każdy fragment Okazaki również zaczyna się od syntezy startera, do którego dobudowywane są nukleotydy. Przyłączanie [[RNA starterowy|starterów]] (krótkie odcinki [[RNA starterowy|RNA]]) do opóźnionej nici DNA jest katalizowane przez prymazę lub polimerazę DNA α. Następnie startery są wycinane a nowe fragmenty DNA łączone są w ciągłą nić (kierunek 5'→3'). Jest to nić opóźniona<ref name=":0">{{Cytuj książkę|autor = Witold Mizerski|tytuł = Tablice Biologiczne, praca zbiorowa|data = 2013|miejsce = Warszawa|wydawca = Adamantan|strony = 287|isbn = 978-83-7350-243-7}}</ref>.
Wolne nukleotydy układają się wzdłuż wyjściowego łańcucha w specyficznym porządku uwarunkowanym możliwością powstania wiązań wodorowych. Między sąsiadującymi nukleotydami tworzą się wiązania fosfodiestrowe w wyniku działania ligazy DNA oraz przyłączenia grupy 3`-OH dezoksyrybozy do wiązania między wewnętrzną grupą fosforanową i dwoma zewnętrznymi grupami fosforanowymi sąsiedniego trójnukleotydu. W następstwie tego zewnętrzne grupy fosforanowe uwalniają się w postaci nieorganicznego [[Difosforany|pirofosforanu]], który jest produktem ubocznym procesu. W ten sposób powstaje nowy łańcuch o szkielecie złożonym z reszt [[Kwas fosforowy|kwasu fosforowego]] i cukru ([[Deoksyryboza|deoksyrybozy]])<ref name="Villee">{{Cytuj książkę | autor = Claude A. Villee | tytuł = Biologia | wydawca = PWRiL | miejsce = Warszawa | data = 1990 | isbn = 83-09-00748-5 | rozdział = Struktura i funkcje genów|wydanie=9}}</ref>.
==== Terminacja ====
Terminacja replikacji następuje w momencie ukończenia procesów przebiegających jednocześnie w różnych miejscach replikujących się cząsteczek DNA. Do terminacji dochodzi, gdy widełki replikacyjne replikonu natkną się na specjalną sekwencję terminacyjną dodaną na końcu liniowego DNA (tzn. w telomerze chromosomu). Terminacja to końcowa faza replikacji, po której następują przemiany poreplikacyjne (np. metylacja zasad azotowych w specyficznych miejscach)<ref name=":0" />.
Linia 42 ⟶ 47:
== Różnice między grupami organizmów ==
Replikacja DNA u
== Przypisy ==
| |||