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

Кретање чланака

Оставите одговор

Попуните детаље испод или притисните на иконицу да бисте се пријавили:

WordPress.com лого

Коментаришет користећи свој WordPress.com налог. Одјавите се /  Промени )

Google photo

Коментаришет користећи свој Google налог. Одјавите се /  Промени )

Слика на Твитеру

Коментаришет користећи свој Twitter налог. Одјавите се /  Промени )

Фејсбукова фотографија

Коментаришет користећи свој Facebook налог. Одјавите се /  Промени )

Повезивање са %s

Блог на WordPress.com.

%d bloggers like this: