Daily Archives: 22 фебруара, 2014

ТРАНСКРИПЦИЈА ГЕНА

Транскрипција ДНК ( матрична синтеза РНК )

Транскрипција је процес преписивања гена са молекула ДНК у молекул РНК и код еукариота се одвија у једру.Овај процес се назива и матрична синтеза РНК јер  ће један од ланаца ДНК послужити као матрица или калуп за синтезу једноланчане РНК. Све врсте РНК ( иРНК, рРНК и тРНК ) настају на овај начин. Транскрипција ДНК је кључни корак у преношењу информација од ДНК до протеина. Синтеза иРНК почиње када је ћелији потребан одређени протеин.

Промотор је место испред гена који се преписује и за њега се везује ензим РНК полимераза и регулаторни протеини ( транскрипциони фактори ) градећи почетни транскрипциони комплекс. Промоторски регион садржи карактеристичан низ аденина и тимина ( А = T ) па се назива и ТАТА блок. Активацијом транскрипционог комплекса отпочиње раздвајање ланаца ДНК у дужини од 17 базних парова при чему се формира транскрипциони мехур. Наспрам матричног ланца ДНК постављају се комплементарни РНК нуклеотиди, с тим  што се наспрам аденина поставља урацил, а РНК полимераза их повезује фосфодиестарским везама у 5’-3’ правцу . У току транскрипције РНК је својим 3’ крајем везана за ДНК ланац матрицу у дужини од 12 базних парова а њен 5’ крај се постепено ослобађа. Транскрипција се завршава када РНК полимераза наиђе на терминациони или стоп сигнал ( најчешће је то низ од неколико аденина ААААААА  на ДНК ).Новосинтетисани ланац РНК се ослобађа са матричног ланца ДНК. По смеру и редоследу нуклеотида синтетисани ланац РНК је индентичан оном ланцу ДНК који није преписиван само што уместо тимина садржи урацил.

Transkripcijaelongacija

Погледајте :

http://www.youtube.com/watch?v=WsofH466lqk

Код прокариота иРНК је одмах функционална па транслација отпочиње на 5’ крају још увек недовршене иРНК. Код еукариота процеси транскрипције и транслације су и временски и просторно раздвојени.

Обрада примарног транскрипта

Настала иРНК је нефункционална и обрађује се до зреле иРНК још у једру, кроз следеће процесе:

  • На 5’ крај се додаје 7-метил гуанозин и настаје структура позната као 5’-капа и обезбеђује везивање иРНК за рибозом.
  • На 3’ крај се додаје  100-200 нуклеотида аденина па настаје поли-А реп који обезбеђује стабилност иРНК и њен транспорт из једра у цитоплазму.
  • Уклањање интрона и спајање егзона унутар честица које се називају сплајсозоми.         Интрони су делови гена који се не преводе а eгзони су кодирајући делови гена односно носе информације о полипептиду. У току овог процеса могуће је  исецање и комбиновање егзоне при чему настају различите иРНК које кодирају различите полипептиде. Овај процес се назива алтернативна обрада транскрипта и обезбеђује настанак нових протеина.

Alternative_splicing

 

Categories: Четврти разред | Поставите коментар

РЕПЛИКАЦИЈА ДНК

Репликација ДНК

Репликација или удвајање ДНК се одвија у једру, у  синтетичком периоду ( S ) интерфазе ћелијског циклуса. Овај процес се одвија на семиконзервативан начин што значи да стари или  родитељски ланци служе као матрице или калупи за синтезу нових ланаца. На крају репликације настају два молекула ДНК при чему сваки од њих има један стари и један новосинтетисани ланац.

Ензими укључени у овај процес су:

  • Нуклеазе – врше прекиде на ланцима ДНК тако што катализују раскидање фосфодиестарских веза између нуклеотида. Ако делују унутар ланца називају се ендонуклеазе а ако делују са крајева, одвајајући појединачне нуклеотиде називају се егзонуклеазе.
  • ДНК полимеразе – ДНК полимераза II и ДНК полимераза III  полимеризују нове ланце ДНК, односно катализују стварање фосфодиестарских веза између ДНК нуклеотида у новом ланцу и то у 5’-3‘ правцу. Ови ензими имају егзонуклеазну активност у 3’-5’ правцу, чиме се исправљају грешке( исецају погрешно постављене  ДНК нуклеотиде ) и обезбеђује се тачност репликације. ДНК полимераза I или Конбергов ензим служи за уклањање РНК прајмера ( има егзонуклеазну активност у 5’-3’ правцу а полимеризује у 3’-5’ правцу ).
  • РНК полимераза или примаза– катализује стварање кратких РНК сегмента или прајмера.
  • Лигазе– катализују повезивање Оказаки фрагмента у нови ланац  ДНК.
  • Ензими који обезбеђују расплитање молекула ДНК и стварање репликативне виљушке су хеликазе, топоизомеразе и SSB протеини.

Механизам репликације ДНК

Репликација се и код прокариота и код еукариота врши бидирекционо, што значи  да се од места где почиње врши истовремено у оба правца и то искључиво у 5’-3’ смеру. Код прокариота, чија је ДНК кружна, репликација почиње на само једном месту и одвија се бидирекционо. Када се ланци ДНК размотају образује се репликациона виљушка ( има облик слова Y ). Код прокариота у сваком тренутку репликације постоје две репликационе виљушке, једна се креће у смеру казаљке на сату, а друга у супротном смеру. Репликацијa  ДНК у еукариотским ћелијама започиње истовремено на много места дуж хромозома и тече истовремено у оба правца. На сваком месту почетка образују се у ствари две репликационе виљушке.

Ендонуклеаза засеца само један ланац  ДНК  ( 17- 20% удаљености од краја ) чиме отпочиње њено расплитање. Хеликазе раскидају водоничне везе између ланаца чиме се ланци раздвајају и образује се репликативна виљушка. Пошто се репликација одвија бидирекционо, на сваком месту где она почиње образују се две репликативне виљушке које се крећу у супротним смеровима. Свака репликативна виљушка је асиметрична јер су ланци антипаралелни, а истовремено се наспрам оба синтетишу нови ланци у 5’-3’ правцу. Ланац који се синтетише у правцу кретања репликативне виљушке назива се водећи ланац, а онај који се синтетише у супротном смеру  је ланац који заостаје. Водећи ланац се синтетише као целовит, док се овај други синтетише у виду делова који се називају Оказакијеви фрагменти ( имају дужину од око 1000 нуклеотида ). Ови фрагменти се накнадно спајају лигазама, па пошто се синтеза тог ланца завршава са закашњењем он добија назив ланац који заостаје.

691px-DNA_replication_sr.svg

Синтезу оба ланца обавља ДНК полимераза тек пошто се веже за родитељски ланац који служи као матрица. Међутим овај ензим не може да препозна почетак репликације односно не може да се веже за огољени ланац матрицу већ захтева постојање почетнице или прајмера. Специфична форма РНК полимеразе такозвана примаза препознаје место почетка репликације везује се за њега и полимеризује стварање кратких РНК сегмената или прајмера ( величине 10-так РНК нуклеотида ). На ове РНК прајмере надовезује се ДНК полимераза и отпочиње синтезу нових ланаца ДНК тако што катализује стварање фосфодиестраских веза између нуклеотида који су већ постављени наспрам старог ланца ДНК. И док се водећи ланац синтетише у целости за синтезу ланца који заостаје потребно је да се синтетише већи број прајмера. На крају ДНК полимераза I или Конбергов ензим уклања РНК прајмере тако што раскида фосфодиестарске везе у 5-3 правцу  а полимеризује у 3’-5’ правцу ( исеца РНК нуклеотиде и замењује их ДНК нуклеотидима). Оказакијеве фрагменте по завршетку синтезе међусобно повезује ензим лигаза.

Брзина репликације је велика тако да се овај процес код бактерије заврши за 20 минута а код еукариотских ћелија за неколико сати. Овај процес је веома прецизан али ипак се појављују грешке при уграђивању нуклеотида и то са учесталошћу од 10-10. Грешке представљају извор варијабилности наследног материјала.

Погледајте презентацију:  Replikacija  

 

 

 

Categories: Четврти разред | Поставите коментар

Create a free website or blog at WordPress.com.