Kopiowanie podwójnej helisy DNA jest procesem złożonym. Proces dzieli się na fazy inicjalizacji, elongacji (wydłużania) i terminacji. W kolistych cząsteczkach DNA replikacja rozpoczyna się w miejscu inicjacji, o długości ok. 200-300 par nukleotydów. Miejsce to oznacza się skrótem ori od ang. origin. W liniowych chromosomach aktywnych przebiegać może wiele (tysiące) jednoczesnych procesów replikacji. Aby replikacja przebiegła prawidłowo, podczas rozdzielenia obu nici nie może dojść do zaburzenia ich struktury podstawowej (I-rzędowej). Muszą także zostać spełnione następujące warunki:
matryca DNA musi zostać dokładnie odczytana, dostępna musi być odpowiednia ilość wolnych nukleotydów, podczas procesu musi zostać zachowana komplementarność nici.
Na koniec musi dojść do terminacji replikacji, ewentualnego uzupełnienia braków na końcu nowo powstałego łańcucha i połączenia nowego łańcucha z łańcuchem macierzystym w helisę. U bakterii zakończenie replikacji następuje niemal automatycznie (po skopiowaniu całego kolistego DNA, który jest pojedynczym replikonem). U eukariotów miejsc replikacji (replikonów) jest wiele. Terminacja replikacji następuje w momencie ukończenia procesów przebiegających jednocześnie w różnych miejscach replikujących się cząsteczek DNA. Do terminacji dochodzi, gdy widełki replikacyjne replikonu natkną się na specjalną sekwencję terminacyjną. Proces replikacji niekolistych (eukariotycznych) cząsteczek DNA wiąże się z problemem wolnych zakończeń powstających cząsteczek DNA. Zakończenia te, zwane telomerami składają się z krótkich wielokrotnie powtórzonych sekwencji. Replikazy wydłużają jedynie istniejące już nici, nie są natomiast w stanie zsyntetyzować końcowych odcinków telomerów. W rezultacie odcinki te narażone są na regularne skracanie. Skracaniu temu zapobiega obecność telomerazy, która przeprowadza odwrotną transkrypcję tych odcinków, posługując się jako "matrycą" nie DNA, ale RNA, będącym częścią składową tego enzymu. Zapobiega to usunięciu znaczących fragmentów DNA.
Grupa białek rozwijających widełki replikacyjne to prymosomy
Są trzy rodzaje replikacji: 1. Konserwatywna 2. Przypadkowa 3. Semikonserwatywna Przebieg replikacji: I: Incjacja- rozpoczęcie Enzym helikaza rozpoznaje miejsce inicjacji, replikacji, i rozcina wiązania wodorowe. Tworzą się widełki replikacyjne. Enzym polimeraza RNA syntezuje krótkie odcinki RNA (startery). II: Elongacja- wydłużanie łańcucha polinukleotydowego. Polimeraza DNA przyłącza do starterów nukleotydy w sposób komplementarny. Na nici wiodącej, tworzy się łańcuch w sposób ciągły, w kierunku zgodnym z działaniem widełek replikacyjnych. Na nici opóźnionej polimeraza DNA tworzy nową nić w sposób nie ciągły (fragmenty Okazaki), w kierunku odwrotnym tworzenia się widełek replikacyjnych. III: Terminacja- zakończenie Polimeraza DNA wycina startery, enzym ligaza łączy się z fragmentem Okazaki, w jednej nici. Na zakończenie polimeraza DNA sprawdza i usuwa błędy w replikacji.
Znaczenie replikacji: - warunkuje stałości składu informacji genetycznej - umożliwia prawidłowy wzrost, i rozwój organizmu - umożliwia podział komórki (rozmnażanie) - jest mechanizmem ewolucji
Szczegóły procesuKopiowanie podwójnej helisy DNA jest procesem złożonym. Proces dzieli się na fazy inicjalizacji, elongacji (wydłużania) i terminacji. W kolistych cząsteczkach DNA replikacja rozpoczyna się w miejscu inicjacji, o długości ok. 200-300 par nukleotydów. Miejsce to oznacza się skrótem ori od ang. origin. W liniowych chromosomach aktywnych przebiegać może wiele (tysiące) jednoczesnych procesów replikacji. Aby replikacja przebiegła prawidłowo, podczas rozdzielenia obu nici nie może dojść do zaburzenia ich struktury podstawowej (I-rzędowej). Muszą także zostać spełnione następujące warunki:
matryca DNA musi zostać dokładnie odczytana, dostępna musi być odpowiednia ilość wolnych nukleotydów, podczas procesu musi zostać zachowana komplementarność nici.Na koniec musi dojść do terminacji replikacji, ewentualnego uzupełnienia braków na końcu nowo powstałego łańcucha i połączenia nowego łańcucha z łańcuchem macierzystym w helisę. U bakterii zakończenie replikacji następuje niemal automatycznie (po skopiowaniu całego kolistego DNA, który jest pojedynczym replikonem). U eukariotów miejsc replikacji (replikonów) jest wiele. Terminacja replikacji następuje w momencie ukończenia procesów przebiegających jednocześnie w różnych miejscach replikujących się cząsteczek DNA. Do terminacji dochodzi, gdy widełki replikacyjne replikonu natkną się na specjalną sekwencję terminacyjną. Proces replikacji niekolistych (eukariotycznych) cząsteczek DNA wiąże się z problemem wolnych zakończeń powstających cząsteczek DNA. Zakończenia te, zwane telomerami składają się z krótkich wielokrotnie powtórzonych sekwencji. Replikazy wydłużają jedynie istniejące już nici, nie są natomiast w stanie zsyntetyzować końcowych odcinków telomerów. W rezultacie odcinki te narażone są na regularne skracanie. Skracaniu temu zapobiega obecność telomerazy, która przeprowadza odwrotną transkrypcję tych odcinków, posługując się jako "matrycą" nie DNA, ale RNA, będącym częścią składową tego enzymu. Zapobiega to usunięciu znaczących fragmentów DNA.
Grupa białek rozwijających widełki replikacyjne to prymosomy
Są trzy rodzaje replikacji:
1. Konserwatywna
2. Przypadkowa
3. Semikonserwatywna
Przebieg replikacji:
I: Incjacja- rozpoczęcie
Enzym helikaza rozpoznaje miejsce inicjacji, replikacji, i rozcina wiązania wodorowe. Tworzą się widełki replikacyjne. Enzym polimeraza RNA syntezuje krótkie odcinki RNA (startery).
II: Elongacja- wydłużanie łańcucha polinukleotydowego.
Polimeraza DNA przyłącza do starterów nukleotydy w sposób komplementarny. Na nici wiodącej, tworzy się łańcuch w sposób ciągły, w kierunku zgodnym z działaniem widełek replikacyjnych. Na nici opóźnionej polimeraza DNA tworzy nową nić w sposób nie ciągły (fragmenty Okazaki), w kierunku odwrotnym tworzenia się widełek replikacyjnych.
III: Terminacja- zakończenie
Polimeraza DNA wycina startery, enzym ligaza łączy się z fragmentem Okazaki, w jednej nici. Na zakończenie polimeraza DNA sprawdza i usuwa błędy w replikacji.
Znaczenie replikacji:
- warunkuje stałości składu informacji genetycznej
- umożliwia prawidłowy wzrost, i rozwój organizmu
- umożliwia podział komórki (rozmnażanie)
- jest mechanizmem ewolucji