Репликация на ДНК: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
Редакция без резюме |
мРедакция без резюме |
||
Ред 3:
'''Репликация на [[ДНК]]''' се нарича удвояване на [[молекули]]те на [[ДНК]] (при някои [[вируси]] на [[РНК]]) при участието на специфични [[ензим]]и и [[белтъци]]. Основен ензим на репликацията е [[ДНК-полимеразата]] (ензимите на репликацията имат приложение в генното инженерство). Целият комплекс от ензими и белтъци се означава като белтъчен комплекс на репликацията.
Процесът осигурява точно копиране на [[ген]]етичната информация и предаването и от [[поколение]] в поколение. Репликация е и удвояването на [[хромозом]]ите, в основата на което е репликацията на [[ДНК]]. Като се спазва правилото за съответност (допълнителност, комплементарност), срещу азотната база А (Аденин) от едната [[полинуклеотидна верига]] застава Т (Тимин), а срещу Г (Гуанин) застава Ц (Цитозин) или обратното. Ако всеки „новодошъл“ [[нуклеотид]] се свърже с предходния, ще се получи нова полинуклеотидна верига – допълнително копие на изходната. Този „остроумен“ и същевременно прост механизъм стои в основата на процесите на съхраняване и предаване на генетичната информация във всяка [[клетка]]. Процесът, при който се удвоява ДНК се нарича репликация или биосинтеза на ДНК (синтез на ДНК).
Репликацията на ДНК се извършва през синтетичния период (S-период) от [[интерфаза]]та на митотичното делене ([[митоза]]). Репликацията протича в [[клетъчно ядро|ядро]]то на клетката. Ензимите, взимащи участие в процеса са ДНК-полимераза I , ДНК-полимераза III, ДНК-зависима РНК-полимераза (праймаза), ДНК-хеликаза и още редица други.
При започването на процеса ДНК-хеликазата се свързва с двойно-спиралната верига като къса слабите водородни връзки между базите. Пред ДНК-хеликазата върви ензимът ДНК-топоизомераза, който освобождава насъбралото се напрежение, получено вследствие на разплитането на веригата. Двете получени вериги се реплицират едновременно. Едната верига се нарича изоставаща, тъй като започва да се реплицира малко по-късно от другата, а другата се нарича водеща. Водещата верига се синтезира по непрекъснат способ в посока 5' -> 3'. Другата верига също се синтезира в посока 5'->3', но по прекъснат способ
ДНК-полимераза III се свързва с участък на ДНК-веригата, наречен иницииращ участък
Както всеки [[анаболитен процес]] репликацията на ДНК изисква енергия. Тя се доставя от самите изходни нуклеотиди - градивни [[мономер]]и на ДНК. Тези нуклеотиди съдържат [[дезоксирибоза]], свързана не с един, а с три фосфатни остатъка. Те притежават, подобно на [[АТФ]], богати на енергия химични връзки. При свързването им се отделят два фосфатни остатъка и енергия, която се използва за синтеза на полинуклеотидната верига на ДНК. ▼
Сумарното уравнение за синтезата на ДНК не може да създаде представа за сложността на този процес. То обаче ни дава възможност да видим, че наред с общите за всички анаболитни процеси изисквания ( наличие на изходни вещества, ензими и енергия ) за синтезата на ДНК задължително е необходима матрица (участък от ДНК). Биосинтезата на ДНК се отличава и с редица други особености, които трябва да осигурят бързина и точност на процеса. Допуска се грешка на 1 милиярд правилно свързани нуклеотиди. По време на синтезирането основният ензим - ДНК-полимеразата следи и отстранява грешките. Посоката на изграждане на новата верига е от фосфатния към хидроксилния край. За разлика от други анаболитни процеси, които имат значение за клетката само докато тя съществува и крайните им продукти не се предават в потомството, ДНК се синтезира само когато на клетката предстои делене, за да може клетъчната програма да се предаде непроменена в дъщерните клетки. Грешките при този синтетичен процес могат да доведат до смъртта на клетката, до нарушение в клетката (организма), вследствие на което се появяват наследствени болести при човека или до еволюция (могат да бъдат полезни).▼
▲Както всеки [[анаболитен процес]] репликацията на ДНК изисква енергия. Тя се доставя от самите изходни нуклеотиди
При репликацията е нужна много по-голяма точност, отколкото при транскрипцията. Докато дефектната мРНК би дала в най-лошия случай няколко десетки негодни полипептиди (за другите РНК е аналогично), грешка в синтезата на ДНК може да обрече едната дъщерна клетка. За да се избягнат грешките, ДНК-полимеразата има способност да разкъсва последната фoсфодиестерна връзка – 3'-5' екзонуклеазна активност, наричана още редакторска активност. Понякога (макар и рядко) срещу нуклеотид от матрицата застава свободен нуклеотид, който не му е комплементарен. Ензимът може да се "излъже" и да го свърже към растящата верига. Грешката обаче веднага излиза наяве. Неправилно сдвоеният нуклеотид леко стърчи навън. Задната част на ДНК-полимеразата образува около ДНК толкова тесен тунел, че само безупречна двойна спирала може да се провре бързо. Ензимът се опитва да мине напред, но погрешният нуклеотид се заклещва. ДНК-полимеразата се задържа на място за известно време. То обикновено е достатъчно, за да може 3'-5' екзонуклеазната активност да влезе в действие и да изреже нуклеотида. ДНК.▼
▲Сумарното уравнение за синтезата на ДНК не може да създаде представа за сложността на този процес. То обаче ни дава възможност да видим, че наред с общите за всички анаболитни процеси изисквания ( наличие на изходни вещества, ензими и енергия ) за синтезата на ДНК задължително е необходима матрица (участък от ДНК). Биосинтезата на ДНК се отличава и с редица други особености, които трябва да осигурят бързина и точност на процеса. Допуска се грешка на 1 милиярд правилно свързани нуклеотиди. По време на синтезирането основният ензим
▲При репликацията е нужна много по-голяма точност, отколкото при транскрипцията. Докато дефектната мРНК би дала в най-лошия случай няколко десетки негодни полипептиди (за другите РНК е аналогично), грешка в синтезата на ДНК може да обрече едната дъщерна клетка. За да се избягнат грешките, ДНК-полимеразата има способност да разкъсва последната
▲==== Ензимите на репликацията намират широко приложение в генното инжерерство. Всъщност два типа ензими направиха възможни постиженията на генното инжерерство. Това са ензимите на репликацията и ензимите на прокариотите. Последните имат способността да скъсват ДНК в точно определени места.С помощта на двата типа ензими може да се отреже даден ген и да се вгради в вирусна или бактерийна ДНК. Така се получава рекомбинантна ДНК, която съдържа информация, иначе неприсъстваща в бактерийната или вирусната ДНК. Ако рекомбинантната ДНК се вгради в клетка-гостоприемник, то тя започва да дава указания за синтеза на нов за нея белтък. Използвайки този подход днес се синтезират редица лекарствени препарати, като инсулин - хормон за лечение на диабета, интерферон - антивирусен агент и др. ====
[[Категория:Генетика]]▼
{{генетика-мъниче}}
▲[[Категория:Генетика]]
|