学習成果
- DNA複製において役割を果たす主要な酵素を特定する
DNA複製のプロセスは、DNAポリメラーゼと呼ばれるタイプの酵素（polyは多くを意味し、merは部分を意味し、–aseは酵素を意味し、多くのDNAを結合する酵素）によって触媒される。 図1を観察してください：元のDNA分子の二重らせんが分離（青）し、新しい鎖が分離された鎖に一致するように作られています。, その結果、それぞれが古い鎖と新しい鎖を含む二つのDNA分子になります。 したがって、DNA複製は半保存的と呼ばれます。 半保存的という用語は、元の分子の半分（二重らせん中の二つの鎖の一つ）が新しい分子中で”保存されている”という事実を指す。 元の鎖は、新たに合成された鎖の情報または鋳型を提供するため、鋳型鎖と呼ばれる。
図1. Madprimeによって(wikipedia)(DNA複製スプリット水平)CC BY-SA2.,0
図2. プライマーおよび鋳型
DNA複製は、分子の二本鎖の性質に依存する。 一つの二本鎖DNA分子は、複製されると、二つの二本鎖分子になり、それぞれが一つの元の鎖と一つの新しく合成された鎖を含む。 あなたはDNAの二つの鎖が反平行に実行することを覚えています：一つは5’から3’まで、もう一つは3’から5’までです。 新しいDNA鎖の合成は、5’から3’の端までの一方向にのみ起こります。, 言い換えれば、新しい塩基は、新しく合成されたDNA鎖の3’末端に常に付加される。 したがって、新しいヌクレオチドが常に既存のヌクレオチドの3’端に追加される場合、最初のヌクレオチドはどこから来ますか？ 実際、DNAポリメラーゼはヌクレオチドの添加を開始するために”アンカー”を必要とし、鋳型ストランドに相補的なDNAまたはRNAの短い配列は、自由な3’末端を提供するために働く。 この配列はプライマー(primer)と呼ばれる(図2)。
DNAポリメラーゼはどのようにヌクレオチドを追加するかを知っていますか？, 一方の鎖の配列がわかっている場合は、もう一方の鎖を構築するために塩基ペアリングルールを使用することができます。 塩基は非常に特異的な方法で対（塩基対）を形成する。 図3は、A(アデニン)がT(チミン)と対になり、G(グアニン)がC(シトシン)と対になる様子を示しています。 分子認識は、塩基が特定の水素結合を形成する能力のために起こる：原子は水素結合を可能にするためにちょうど正しく整列する。, また、より大きな塩基（プリン、AまたはG）は、常により小さな塩基（ピリミジン、CまたはT）と対になることに注意してください。
図3. DNAの化学構造。 Modification of DNA chemical structure by Madeleine Price Ball;CC-BY-SA-2.0
練習問題
真/偽:DNA複製には酵素が必要です。
DNA上のビルディングブロックは何ですか？
- デオキシリボヌクレオチド
- 脂肪酸
- リボヌクレオチド
- アミノ酸
True/False：DNA複製にはエネルギーが必要です。
私たちは、ビルディングブロック、エネルギー源、および触媒を持っています。 何が欠けているの？ 新しいポリマー中のヌクレオチドの順序についての指示が必要である。 どの分子がこれらの指示を提供するか？,
- タンパク質
- DNA
- 炭水化物
- 脂質
DNAポリメラーゼによって必要とされるもう一つのことがあります。 それはちょうどテンプレート鎖のDNAコピーを作り始めることはできません;それはヌクレオチドをに付けるために右の場所の自由なヒドロキシルグルー, することに注意してください)合成が一方向—新たなブロックの3’端には)このコンポーネント開始の手続きによるDNAポリメラーゼがいに結合します。 あなたは核酸のこの短い部分を何と呼ぶかもしれませんか？
- 溶媒
- プライマー
- コンバータ
- シーラント
DNA複製の基本を理解したので、少し複雑さを加えることができます。 この作業は、DNAヘリックスを巻き戻して分離するのに役立つ特別な酵素、ヘリカーゼによって行われます（図4）。 もう一つの問題は、DNAポリメラーゼは鎖（5’から3’）に沿って一方向にのみ動作するが、二本鎖DNAは反対方向に配向した二本鎖を有するということである。, この問題は、二つの鎖をわずかに異なって合成することによって解決されます。 RNAの短い断片は、DNAポリメラーゼのプライマーとして使用されます。
図4. マリアナ-ルイス（DNA複製）パブリックドメインによって
練習問題
これらのどれがDNAの二つの相補鎖を分離しますか？,
- DNAポリメラーゼ
- ヘリカーゼ
- RNAプライマー
- 一本鎖結合タンパク質
これらのどれがテンプレート鎖に相補的な塩基を取り付けますか？
- DNAポリメラーゼ
- ヘリカーゼ
- RNAプライマー
- 一本鎖結合タンパク質
これらのどれが後でDNA塩基に置き換えられますか？
- DNAポリメラーゼ
- ヘリカーゼ
- RNAプライマー
- 一本鎖結合タンパク質
要約すると、主要な酵素
真核生物における複製は、複製起源の複数から始まります。, 合成を開始するにはプライマーが必要であり、それは成長する鎖にヌクレオチドを一つずつ追加するときにDNAポリメラーゼによって拡張される。 先行する鎖は連続的に合成されるのに対し、遅延鎖は岡崎断片と呼ばれる短い伸張で合成される。 RNAプライマーはDNAヌクレオチドに置き換えられ、DNAはDNA断片をDNAリガーゼと連結することによって一つの連続した鎖のままである。 以下は、この読み取りで取り上げられている主要な酵素の概要表であり、複製中の活性の大まかな順序で列挙されている。,NA
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