Biologia dla kierunków i

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.

Pokaż odpowiedź

True. Większość reakcji biologicznych polega na enzymie, aby przyspieszyć reakcję. W przypadku replikacji DNA enzymem tym jest polimeraza DNA.,

Jakie są budulce DNA?

  1. Deoksyrybonukleotydy
  2. kwasy tłuszczowe
  3. rybonukleotydy
  4. aminokwasy
Pokaż odpowiedź

odpowiedź a. podwójna helisa złożona z dwóch długich łańcuchów deoksyrybonukleotydów.

True / False: replikacja DNA wymaga energii.

Pokaż odpowiedź

True. Wytwarzanie dużych cząsteczek z małych podjednostek (anabolizm) wymaga energii. Co dostarcza energii?, Same bloki budulcowe służą jako źródło energii. Gdy zostają włączone do polimeru DNA, dwie grupy fosforanowe są zrywane w celu uwolnienia energii, z których część jest używana do wytwarzania polimeru. Deoksyrybonukleotydy różnią się od nukleotydów jak ATP tylko jednym brakującym atomem tlenu.

mamy budulec, źródło energii i katalizator. Czego brakuje? Potrzebujemy instrukcji o kolejności nukleotydów w nowym polimerze. Która cząsteczka dostarcza tych instrukcji?,

  1. białko
  2. DNA
  3. węglowodany
  4. Lipid
Pokaż odpowiedź

odpowiedź b. odnosimy się do tego DNA jako szablonu. Oryginalne informacje przechowywane w kolejności zasad będą kierować syntezę nowego DNA poprzez parowanie zasad.

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?

  1. a solvent
  2. a primer
  3. a converter
  4. a sealant
Pokaż odpowiedź

odpowiedź b. proces poprzez podanie polimerazy DNA do wiązania nowego nukleotydu.,

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?,

  1. polimeraza DNA
  2. helikaza
  3. primer RNA
  4. jednoniciowe białko wiążące
Pokaż odpowiedź

odpowiedź b. Helikaza łamie wiązania wodorowe trzymając razem dwa pasma DNA.

która z nich dołącza bazy uzupełniające do wątku szablonu?

  1. polimeraza DNA
  2. helikaza
  3. podkład RNA
  4. jednoniciowe białko wiążące
Pokaż odpowiedź

odpowiedź a., Polimeraza DNA buduje nową nić DNA.

która z nich jest później zastąpiona bazami DNA?

  1. polimeraza DNA
  2. helikaza
  3. podkład RNA
  4. jednoniciowe białko wiążące
Pokaż odpowiedzi

odpowiedź c. podkład RNA zostaje zastąpiony z nukleotydami dna.

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 helikaza DNA odwija podwójną helisę w widle replikacji Primaza stanowi punkt wyjścia dla polimerazy DNA do rozpoczęcia syntezy nowej nici polimeraza DNA syntetyzuje nową nić DNA. błędy ligaza DNA ponownie łączy dwa pasma dna w podwójną helisę i łączy Okazaki fragmenty pasma opóźnionego

spróbuj to

contribute!,

czy masz pomysł na poprawienie tej treści? Będziemy wdzięczni za Twój wkład.

popraw tę stronę więcej

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *