Ce este ADN-ul? Procesul de reduplicare a ADN-ului

O moleculă ADN este o structură în cromozom. Un cromozom conține o astfel de moleculă, constând din două fire. Reduplicarea ADN-ului este transferul de informații după autoproducerea filamentelor de la o moleculă la alta. Este inerent atat ADN-ului cat si ARN-ului. În acest articol, procesul de reducere a ADN este luat în considerare.

Informații generale și tipuri de sinteză ADN

Este cunoscut faptul că fire răsucite în moleculă. Cu toate acestea, atunci când începe procesul de replicare a ADN-ului, ei dispiralized, apoi pașii deoparte, iar pe fiecare copie nouă este sintetizată. La finalizarea există două molecule complet identice, fiecare dintre care există un părinte și un fir de copil. Această sinteză se numește semi-conservatoare. Moleculele de ADN sunt deplasate, rămânând în același timp într-un singur centromere, și în final sunt divergente numai atunci când acest proces începe diviziunea centromer.

Un alt tip de sinteză a fost numit reparativ. Aceasta, spre deosebire de cea precedentă, nu este asociată cu nici o etapă celulară, dar începe când apare deteriorarea ADN-ului. Dacă sunt prea extinse, atunci celula moare în cele din urmă. Cu toate acestea, dacă daunele sunt locale, le puteți restabili. În funcție de problemă, se recuperează imediat cate două catene ADN separate sau două. Aceasta, așa cum se mai numește, sinteza neprogramată nu durează mult timp și nu necesită intrări mari de energie.
Dar atunci când are loc un proces de redimensionare a ADN-ului, se consumă o mulțime de energie, materialul, durata acestuia se întinde ore întregi.
Reduplicarea este împărțită în trei perioade:

• inițiere;
• alungire;
• terminare.

Luați în considerare această secvență de reducere ADN în detaliu.

inițiere

În ADN-ul uman există câteva zeci de milioane de perechi de nucleotide (la animale există doar o sută nouă). Restrângerea ADN începe în multe locuri din lanț din următoarele motive. La aproximativ același timp, transcrierea are loc în ARN, dar se oprește la momentul sintezei ADN-ului în unele locuri separate. Prin urmare, înainte de un astfel de proces, o cantitate suficientă de substanță se acumulează în citoplasma celulei pentru a menține expresia genelor și că activitatea vitală a celulei nu este perturbată. Având în vedere acest lucru, procesul trebuie să se desfășoare cât mai repede posibil. Traducerea în această perioadă este efectuată și transcrierea nu este efectuată. După cum arată cercetările, reducerea ADN are loc imediat în câteva mii de puncte - zone mici cu o anumită secvență de nucleotide. Acestea sunt unite prin proteine ​​inițiale speciale, la care, la rândul lor, se adaugă alte enzime de reducere a ADN.

Un fragment al ADN-ului, unde are loc o sinteză, se numește replicon. Începe de la punctul de origine și se termină atunci când enzima finalizează replicarea. Repliconul este autonom și asigură întregul proces cu propria sa securitate.
Procesul nu poate începe din toate punctele deodată, undeva începe mai devreme, undeva - mai târziu - poate curge într-una sau două direcții opuse. Evenimentele apar în următoarea ordine, când:

• replica furculiță;
• ARN primer.

Fișă de replicare

Această parte este un proces în care sinteza firelor deoxiribonucleice are loc pe fire de ADN deconectate. Furcile formează așa-numitul ochi de reducere. Procesul este precedat de o serie de acțiuni:

• eliberați de legătură cu histonelor într-un nucleosome - enzime cum ar fi o metilare replicarea ADN-ului, acetilare și fosforilare produc reacții chimice care conduc la proteine ​​pierd sarcina lor pozitivă, care facilitează eliberarea lor;
• despiralizarea se desfasoara, ceea ce este necesar pentru eliberarea ulterioara a firelor;
• ruperea legăturilor de hidrogen dintre firele ADN;
• divergența lor în diferite direcții ale moleculei;
• fixare, care apare cu ajutorul proteinelor SSB.

ARN primer

Sinteza este efectuată de o enzimă numită ADN polimerază. Cu toate acestea, el nu poate porni singur, prin urmare, alte enzime, ARN polimeraze, numite primeri de ARN, fac acest lucru. Acestea sunt sintetizate în paralel cu fibrele dezoxiribonucleice de-a lungul principiu complementar. Astfel, inițierea se încheie cu sinteza a doi primeri de ARN pe două fire de ADN care au fost rupte și decolorate în direcții diferite.

elongație

Această perioadă începe cu adăugarea nucleotidului și a capătului 3 `al primerului ARN, care este deja realizat de către polimeraza ADN menționată. În primul rând, se atașează a doua, a treia nucleotidă și așa mai departe. Bazele noului fir sunt conectate la lanțul mamei legături de hidrogen. Se crede că sinteza filamentului merge în direcția 5 `- 3`.
În cazul în care apare spre furculița de replicare, sinteza continuă și se prelungește în același timp. Prin urmare, un astfel de fir este numit lider sau conducător. Pe el, primerii ARN nu mai sunt formați.

Cu toate acestea, pe catena opusă a părintelui nucleotidele ADN continuă să se alăture primer ARN și lanț dezoxiribonucleic este sintetizat în direcția opusă furcii de replicare. În acest caz, este numit întârziată sau rămas în urmă.

Pe filamentul întârziat, sinteza are loc fragmentar, unde, la sfârșitul unei secțiuni, începe sinteza la un alt loc din apropiere folosind același primer ARN. Astfel, există două fragmente pe lanțul întârziat, care sunt legate de ADN și ARN. Au primit fragmentele de nume ale lui Okazaki.

Apoi, totul se repetă. Apoi spliced ​​o altă rotire a elicei, spargere hidrogen fir de comunicare cu laturile, conducând lanț prelungită și la izolația termică sintetizat următorul primer ARN fragment, după care - fragment Okazaki. După aceea, într-un ARN întârziat catena primerii sunt distruse, iar fragmentele de ADN sunt unite într-una singură. Deci, acest circuit are loc în același timp:

• formarea de primeri ARN noi;
• sinteza fragmentelor din Okaucasi;
• distrugerea primerilor ARN;
• reunirea într-un singur lanț.

terminare

Procesul continuă până când două furculițe replicative se întâlnesc sau unul dintre ele se apropie de sfârșitul moleculei. După ce se întâlnesc cu furcile, firele de fiică ale ADN-ului sunt legate de o enzimă. În cazul în care ștecherul sa mutat la capătul moleculei, reducerea ADN se termină cu ajutorul enzimelor speciale.

corecție

În acest proces, un rol important este atribuit controlului (sau corecției) reducerii. Toate cele patru tipuri de nucleotide intră în situl de sinteză, iar prin perechea de încercări, ADN polimeraza selectează cele care sunt necesare.

Nucleotida dorită trebuie să fie capabilă să formeze cât mai multe legături de hidrogen, deoarece există o nucleotidă analogă pe matricea matricei de ADN. În plus, trebuie să existe o anumită distanță constantă între cearceafurile de zahăr-fosfat corespunzătoare celor trei inele din cele două baze. Dacă nucleotida nu îndeplinește aceste cerințe, conexiunea nu va avea loc.
Controlul este efectuat înainte de a fi inclus în lanț și înainte ca nucleotida ulterioară să fie inclusă. După aceasta se formează o legătură în scheletul fosfatului de zahăr.

Variabilitatea variabilă

Mecanismul de reducere a ADN-ului, în ciuda unui procent ridicat de precizie, are întotdeauna întreruperi ale firelor, numite în principal "mutații genetice". Aproximativ o mie de perechi de nucleotide reprezintă o singură eroare, numită reduplicare contagioasă.

Se întâmplă din diverse motive. De exemplu, cu concentrație nucleotidică ridicată sau scăzută, deaminarea citozinei, prezența mutagenilor în zona de sinteză și multe altele. În unele cazuri, erorile pot fi corectate prin procese de reparare, în altele, corectarea devine imposibilă.

Dacă deteriorarea a atins o locație inactivă, eroarea nu va avea consecințe grave atunci când are loc procesul de reducere a ADN-ului. Secvența nucleotidelor unei gene particulare se poate manifesta cu o eroare de nepotrivire. Atunci situația este diferită, iar rezultatul negativ poate fi atât moartea acestei celule, cât și moartea întregului organism. De asemenea, ar trebui să se ia în considerare acest lucru mutații genetice bazată pe variabilitatea mutațională, ceea ce face ca piscina genetică să fie mai flexibilă.

metilare

La momentul sintezei sau imediat după aceasta, lanțurile sunt metilate. Se crede că o persoană are nevoie de acest proces pentru a forma cromozomi și a regla transcrierea genelor. În bacterii, acest proces servește la protejarea ADN-ului de la tăierea cu enzime.