Sisältö
Elävien organismien geneettinen koodi sisältyy kromosomien DNA: hon. DNA-molekyyli on kaksinkertainen kierre, joka koostuu parista nukleotidinjokainen koostuu fosfaattiryhmästä, sokeriryhmästä ja typpiemäksestä. Nukleotidien rakenne on epäsymmetrinen, mikä tarkoittaa, että kaksoiskierre-DNA: n kahdella juosteella on vastakkaiset suunnat.
Kun DNA-synteesi tapahtuu DNA-replikaation aikana, kaksoispiraalin kaksi juostet erotetaan. Replikointi voi tapahtua vain kunkin juosteen eteenpäin suuntaan. Seurauksena on, että yksi nauha kopioidaan jatkuvasti eteenpäin suuntaan, kun taas toinen kopioidaan epäjatkuvasti segmenteihin, jotka myöhemmin liitetään.
Miksi DNA-juosteilla on suunta
Kaksinkertaisen helix-DNA-molekyylien sivut koostuvat fosfaatti- ja sokeriryhmät kun taas rungot koostuvat typpipitoiset emäkset. Sopimuksen mukaan orgaanisten molekyylien hiiliketjuissa tai renkaissa olevat hiiliatomit on numeroitu peräkkäin. Typpipitoisten emästen hiiliatomit on numeroitu 1, 2, 3 jne. Sokeriryhmien numeroitujen hiiliatomien erottamiseksi nämä hiilit on numeroitu käyttäen alkusymbolia, ts. 1, 2, 3 jne., Tai yhtä aluketta. jne.
Sokeriryhmissä on viisi hiiliatomia, numeroidut 1-5. 5 atomilla on a fosfaattiryhmä kiinnittyneenä siihen, kun 3 hiiltä linkittää OH-ryhmä. Helixin sivujen muodostamiseksi 5-fosfaatti sokeriryhmän toisella puolella linkittää seuraavan nukleotidin 3OH: hon. Tämän juosteen sekvenssi on 5 - 3.
Helix-molekyylin kehykset muodostetaan kytketyistä typpipohjaisista emäksistä. DNA-molekyylien neljä emästä ovat adeniini, guaniini, sytosiini ja tymiini, lyhennettynä nimellä A, G, C ja T. A- ja T-emäkset voivat muodostaa linkin, ja G ja C voivat linkittää.
Kun 5 - 3 sekvenssiketjun nukleotidi linkittää toiseen nukleotidiin muodostaen vaiheen, toisella nukleotidilla on vastakkainen fosfaatti / OH-sekvenssi. Tämä tarkoittaa, että kierukan toinen puoli kulkee 5 - 3 suuntaan, kun taas toinen puoli kulkee 3 - 5 suunta.
Epäjatkuva DNA-replikaatio vs. jatkuva replikaatio
DNA-synteesi voi tapahtua vasta, kun kaksoispiraalin kaksi juostet on erotettu. DNA: n replikaation aikana entsyymi rikkoo kierukan ja DNA-polymeraasi kopioi jokaisen juosteen. Strandia, joka kulkee 5 - 3 suunnassa, kutsutaan johtavaksi juosteeksi, kun taas toinen juoste, jolla on 3 - 5 sekvenssi, on jäljellä oleva juoste.
Polymeraasi voi kopioida vain DNA: ta 5 - 3 suunta. Tämä tarkoittaa, että se voi jatkuvasti toistaa johtavaa nauhaa liikkuessaan alkuperäisestä erotuspisteestä nauhaa pitkin. Jäljellä olevan juosteen kopioimiseksi polymeraasin on replikoitava taaksepäin nauhaa pitkin erotuksen alkukohtaan.
Sitten replikaatio pysähtyy, siirtyy nauhaa ylös ja siirtyy takaisin taaksepäin jo kopioituun segmenttiin. Sarjaa katkaistuja DNA-segmenttikopioita kutsutaan Okazaki-fragmentit valmistetaan jäljessä olevasta nauhasta.
DNA-ligaasi
DNA: n replikaation edetessä DNA-ligaasientsyymi yhdistää Okazaki-fragmentit jatkuvaksi säikeeksi. Tämä yhdistelmä jatkuvan johtavan juosteen synteesistä ja jälkikäteen tai epäjatkuvasti jäljelle jäävän juosteen replikaatiosta johtaa kahteen uuteen DNA-heliksiin, kun jäljellä olevan juosteen segmentit on liitetty toisiinsa.
Jokaisessa uudessa kaksoiskierroksessa on alkuperäisen juosteen alkuperäisestä DNA-molekyylistä ja vasta replikoitu juoste, syntetisoitu DNA-polymeraasin avulla. Kun replikaatio on päättynyt onnistuneesti, alkuperäisen DNA-molekyylin kahdessa kopiossa ei ole eroa, vaikka toinen johdettiin jatkuvan replikaation kautta, kun taas toisella oli epäjatkuva DNA-replikaatio.