Question

*Replikacja DNA
*rola replikacji DNA
*etapy replikacji

Krótki opis:)

Answer 1

Replikacja DNA to proces samopowielania się cząsteczki kwasu dezoksyrybonukleinowego. Zachodzi ona podczas fazy S interfazy, czyli fazy międzypodziałowej, a jej celem jest wyposażenie komórek potomnych w kompletną informację genetyczną. 
Istnieją trzy teoretyczne modele przebiegu procesu replikacji: 
a)semikonserwatywny, czyli replikacja półzachowawcza - nowopowstała podwójna helisa składa się z jednej nici nowodobudowanej i jednej pochodzącej z macierzystej cząsteczki; 
b)konserwatywny - replikacja zachodzi bez rozplatania podwójnej helisy. Każda jej nić stanowi matrycę dla nowego DNA. Powstają dwie cząsteczki: nienaruszona macierzysta oraz potomna - w całości zbudowana z nowych nici; 
c)przypadkowy - każda nić cząsteczki macierzystej ulega podziałowi, a powstałe w ten sposób fragmenty, przemieszane w cząsteczkach potomnych służą jako matryce dla nowych nici.

Substratami do syntezy nowej nici są trifosfonukleotydy. Rozerwanie dwóch wysokoenergetycznych wiązań fosforanowych dostarcza energii potrzebnej do utworzenia wiązania estrowego między kwasem fosforowym a dezoksyrybozą. W ten sposób powstają również nukleotydy zawierające jedną grupę fosforanową i budujące cząsteczkę DNA. Ilość błędów popełnianych podczas replikacji jest bardzo mała, dzięki istnieniu specjalnych mechanizmów korekcyjnych, usuwających nieprawidłowe nukleotydy. 

 

Replikacja rozpoczyna się w specjalnych obszarach zwanych miejscami inicjacji replikacji. Do nich to przyłączają się enzymy replikacyjne. U bakterii występuje tylko jedno takie miejsce, zaś u Eucaryota jest ich wiele. 
Rozpoczęcie replikacji wymaga syntezy krótkich starterów RNA (1-60 nukleotydów), które później są usuwane i zastępowane odpowiednimi fragmentami DNA. Nowe odcinki DNA tworzone są w widełkach replikacyjnych, czyli miejscach w których macierzysta cząsteczka rozdwaja się na dwie nowe nici. 

 

Replikacja jest dwukierunkowa – tzn. przebiega jednocześnie na dwóch niciach. Nowe łańcuchy syntetyzowane są zawsze w kierunku od 5’ do 3’. Wydłużanie nici wiodącej odbywa się w sposób ciągły, zgodnie z ruchem widełek replikacyjnych. Nić opóźniona syntetyzowana jest w kierunku przeciwnym, w sposób nieciągły, poprzez łączenie fragmentów Okazaki. 
U Eukariontów replikacja kończy się w momencie zetknięcia się ze sobą widełek replikacyjnych wędrujących w różnych kierunkach. U prokariontów terminację wyznacza specyficzna sekwencja ter. 

 

Białka biorące udział w procesie replikacji tworzą wieloenzymatyczny aparat, który jest umiejscowiony w widełkach replikacyjnych - replisom. W jego skład wchodzą: 
a)topoizomeraza – rozplata strukturę podwójnej helisy DNA; 
b)helikaza - rozrywa wiązania wodorowe między nićmi matrycowego DNA; 
c)prymaza – syntetyzuje startery RNA; 
d)polimeraza DNA – jest odpowiedzialna za poprawną syntezę nowych nici; 
e)białka wiążące jednoniciowy DNA – przeciwdziałają ponownemu połączeniu się rozplecionych łańcuchów; 
f)nukleaza DNA – usuwa startery; 
g)ligaza DNA- łączy fragmenty Okazaki, katalizuje tworzenie się wiązania fosfodiestrowego między grupą 3’-OH, a grupą 5’-fosforanową. Proces ten wymaga nakładu energii, zgromadzonej głównie w ATP; 
h)naprawcza polimeraza – dobudowuje DNA w miejscu usuniętych starterów.