efekty uczenia się
- Zidentyfikuj główne enzymy, które odgrywają rolę w replikacji DNA
proces replikacji DNA jest katalizowany przez rodzaj enzymu zwanego polimerazą DNA (poly oznacza wiele, Mer oznacza kawałki i –ASE oznacza enzym; więc enzym, który przyłącza wiele fragmentów DNA). Obserwuj Rysunek 1: podwójna helisa oryginalnej cząsteczki DNA oddziela się (niebieska) i nowe pasma są dopasowane do oddzielonych pasm., Rezultatem będą dwie cząsteczki DNA, z których każda zawiera starą i nową nić. W związku z tym replikacja DNA nazywa się półkonserwatywną. Termin semiconservative odnosi się do faktu, że połowa oryginalnej cząsteczki (jedna z dwóch nici w podwójnej helisie) jest „zachowana” w nowej cząsteczce. Oryginalna nić jest określana jako nić szablonu, ponieważ dostarcza informacji lub szablonu dla nowo zsyntetyzowanej nici.
Rysunek 1. By Madprime (wikipedia) (DNA replication split horizontal) CC BY-SA 2.,0
Rysunek 2. Replikacja DNA bazuje na dwuniciowej naturze cząsteczki. Jedna dwuniciowa cząsteczka DNA, po replikacji, stanie się dwiema dwuniciowymi cząsteczkami, z których każda zawiera jedną oryginalną nić i jedną nowo zsyntetyzowaną nić. Pamiętacie, że dwie nici DNA przebiegają przeciwstawnie: jedna od 5′ do 3′ , a druga od 3 'do 5′. Synteza nowej nici DNA może przebiegać tylko w jednym kierunku: od 5′ do 3′ końca., Innymi słowy, nowe zasady są zawsze dodawane do końca 3 ' nowo zsyntetyzowanej nici DNA. Jeśli więc nowy nukleotyd jest zawsze dodawany do końca 3′ istniejącego nukleotydu, skąd pochodzi pierwszy nukleotyd? W rzeczywistości polimeraza DNA potrzebuje „kotwicy”, aby rozpocząć dodawanie nukleotydów: krótka sekwencja DNA lub RNA, która jest komplementarna do nici szablonu, będzie działać, aby zapewnić Wolny koniec 3′. Sekwencja ta nazywana jest podkładem (Rys. 2).
skąd polimeraza DNA wie w jakiej kolejności dodawać nukleotydy?, Specyficzne parowanie zasad w DNA jest kluczem do kopiowania DNA: jeśli znasz sekwencję jednej nici, możesz użyć zasad parowania zasad do zbudowania drugiej nici. Bazy tworzą pary (base pairs) w bardzo specyficzny sposób. Rysunek 3 pokazuje, jak A (adenina) paruje z T (tyminą) i G (guaniną) paruje z C (cytozyną). Ważne jest, aby pamiętać, że to wiązanie jest specyficzne: pary T z A, ale nie z C. rozpoznawanie molekularne następuje ze względu na zdolność zasad do tworzenia określonych wiązań wodorowych: Atomy wyrównują się tak, aby wiązania wodorowe były możliwe., Należy również zauważyć, że większa zasada (puryna, A lub G) zawsze para z mniejszą zasadą (pirymidyna, C lub T).
Rysunek 3. Struktura chemiczna DNA. Modyfikacja struktury chemicznej DNA przez Madeleine Price Ball; CC-BY-SA-2.0
pytania praktyczne
Prawda / Fałsz: replikacja DNA wymaga enzymu.
Jakie są budulce DNA?
- Deoksyrybonukleotydy
- kwasy tłuszczowe
- rybonukleotydy
- aminokwasy
True / False: replikacja DNA wymaga energii.
mamy budulec, źródło energii i katalizator. Czego brakuje? Potrzebujemy instrukcji o kolejności nukleotydów w nowym polimerze. Która cząsteczka dostarcza tych instrukcji?,
- białko
- DNA
- węglowodany
- Lipid
jest jeszcze jedna rzecz wymagana przez polimerazę DNA. Nie może po prostu rozpocząć tworzenia kopii DNA nici szablonu; potrzebuje krótkiego kawałka DNA lub RNA z wolną grupą hydroksylową we właściwym miejscu, aby dołączyć nukleotydy., (Pamiętaj, że synteza zawsze odbywa się w jednym kierunku—nowe bloki budulcowe są dodawane do końca 3′.) Ten składnik rozpoczyna proces, dając polimerazie DNA coś do wiązania. Jak można nazwać ten krótki kawałek kwasu nukleinowego?
- a solvent
- a primer
- a converter
- a sealant
teraz, gdy rozumiesz podstawy replikacji DNA, możemy dodać trochę złożoności. Dwa pasma DNA muszą być tymczasowo oddzielone od siebie; zadanie to jest wykonywane przez specjalny enzym, helikazę, który pomaga rozwinąć i oddzielić helisy DNA (ryc. 4). Inną kwestią jest to, że polimeraza DNA działa tylko w jednym kierunku wzdłuż nici (5′ do 3′), ale dwuniciowe DNA ma dwie nici zorientowane w przeciwnych kierunkach., Problem ten rozwiązuje się poprzez zsyntetyzowanie dwóch nici nieco inaczej: jedna nowa nić rośnie w sposób ciągły, druga w kawałkach i kawałkach. Krótkie fragmenty RNA są używane jako primery polimerazy DNA.
Rysunek 4. Autor: Mariana Ruiz (replikacja DNA) Public Domain
pytania praktyczne
która z nich oddziela dwie komplementarne nici DNA?,
- polimeraza DNA
- helikaza
- primer RNA
- jednoniciowe białko wiążące
która z nich dołącza bazy uzupełniające do wątku szablonu?
- polimeraza DNA
- helikaza
- podkład RNA
- jednoniciowe białko wiążące
która z nich jest później zastąpiona bazami DNA?
- polimeraza DNA
- helikaza
- podkład RNA
- jednoniciowe białko wiążące
Podsumowując: główne enzymy
replikacja u eukariotów rozpoczyna się na wielu początkach replikacji., Elementarz jest wymagany do zainicjowania syntezy, która jest następnie rozszerzana przez polimerazę DNA, ponieważ dodaje nukleotydy jeden po drugim do rosnącego łańcucha. Nić wiodąca jest syntetyzowana w sposób ciągły, natomiast nić opóźniająca jest syntetyzowana w krótkich odcinkach zwanych fragmentami Okazaki. Primery RNA są zastępowane nukleotydami DNA; DNA pozostaje jedną ciągłą nicią, łącząc fragmenty DNA z ligazą DNA. Poniżej znajduje się tabela podsumowująca główne enzymy omówione w tym odczycie, wymienione w przybliżonej kolejności aktywności podczas replikacji.,NA
spróbuj to
contribute!,
popraw tę stronę więcej