Stappen voor DNA-replicatie: 5 belangrijke concepten

by

Inhoud

Wat is de eerste stap in DNA-replicatie?

Het proces van DNA-replicatie wordt meestal in drie stappen voltooid, namelijk: initiatie, verlenging en beëindiging. 

De initiatie is de eerste van de DNA-replicatiestappen. De geassocieerde eiwitten, enzymen en de overige factoren herkennen enkele specifieke plaatsen in het DNA, bekend als de oorsprong van replicatie, en activeren het replicatieproces.

De inwijding stap van DNA-replicatie vindt plaats in het volgende vervolg:

  • Begint op specifieke punten in de DNA-streng die "oorsprongen van replicatie" worden genoemd (herkend door specifieke nucleotidesequenties of codes).
  • Oorsprong van replicatie) worden herkend door initiatoreiwitten
  • Initiator eiwitten noemen meer eiwitten die de kopiëren proces, waarbij een replicatiecomplex rond de replicatieoorsprong in het DNA wordt gekaderd. 
  • Er zijn over het algemeen meerdere locaties voor de oorsprong van replicatie, en deze gelokaliseerde locaties staan ​​bekend als replicatievorken (Y-vormige structuur). 
  • Elke replicatieoorsprong heeft een dubbele replicatievork, die zich van dat equivalente replicatiepunt naar beide uiteinden van de dubbele DNA-helix verplaatst.
  • DNA-helicase, die de dubbele DNA-helix losmaakt en de twee strengen scheidt om te worden gebruikt als een sjabloonstreng voor de synthese van een nieuwe DNA-streng (replica).
  • Het afwikkelen van DNA vindt plaats door het ATP te hydrolyseren.
  • Enkelstrengs bindende eiwitten (SSB) werken met helicase om de dubbele DNA-helix van het ouderlijk DNA in de niet-gewonden toestand te houden.
  • DNA Primase bevat een kleine RNA-primer, die optreedt als 'initiator' voor DNA-polymerase.
  • Deze DNA-polymerase verlengt de nieuwe DNA-strengen door RNA-primers te herkennen.
  • DNA-polymerase voert de synthese uit in de orde van 5′ tot 3′.
  • De ene voegt nucleotiden afzonderlijk toe aan de replicatievork en de andere is klaar om alleen in fragmenten toe te voegen.
  • De streng waarin constant nucleotiden worden toegevoegd, staat bekend als de leidende streng, terwijl de andere streng, gesynthetiseerd in de vorm van fragmenten, bekend staat als de achterblijvende streng.

Bij welke stappen in de replicatie van DNA is ATP betrokken?

Er zijn verschillende keren in de DNA-replicatie proces waarbij het verbruik, de transactie of de betrokkenheid van ATP wordt waargenomen. 

Er zijn specifieke enzymen zoals helicasen die betrokken zijn bij het replicatieproces die ATP gebruiken om hun functie van het afwikkelen van de dubbele DNA-helix uit te voeren. ATP wordt ook gebruikt bij het fosforyleren van DNA-replicatie-enzymen wanneer een nieuw nucleotide zich hecht aan de groeiende DNA-streng.

Hieronder volgen de ATP-gebruikende stappen van het replicatieproces:

  • DNA helicasen zijn in feite ATP-gebruikende enzymen die de twee ouderstrengen afwikkelen en scheiden en uiteindelijk aanleiding geven tot de replicatievorken, die dynamisch weggaan van de oorsprongsplaats. De DNA-helicase hydrolyseert ATP terwijl het bindt aan enkele DNA-strengen. 
  • Een andere plaats, tijdens de DNA-polymerisatie, bevordert DNA-polymerase de synthese van fosfodiësterbinding gehydrolyseerd door 2 fosfaatmoleculen gegeven door (bèta en gamma) Fosfaat werd rechtstreeks verkregen uit dNTP's, meestal ATP.

Wat is DNA-replicatie in de biologie?

DNA-replicatie is een essentieel proces voor de levende organismen om in stand te houden, aangezien het een voorwaarde is voor celdeling

DNA-replicatie is de interactie waarbij tweevoudig DNA wordt gedupliceerd om twee DNA-strengen te creëren die identiek van aard zijn. Replicatie is een fundamenteel DNA-proces omdat de twee nieuw gevormde cellen op elk punt van celdeling hetzelfde DNA moeten bevatten als de oudercel. 

Hieronder volgt de korte beschrijving van het replicatieproces:

  • DNA-replicatie begint op een exact punt, de oorsprong van replicatie genoemd, waar het afwikkelen van de dubbele DNA-helix begint.
  • Een korte sectie van RNA, bekend als primer, wordt dan gevormd en gaat als een begin rond podium voor de synthese van DNA.
  • Een eiwit genaamd DNA-polymerase begint vervolgens het DNA te repliceren door te coördineren met basen naar de eerste streng.
  • Wanneer de replicatie is voltooid, wordt de RNA-primer verdrongen door DNA en wordt elke opening tussen de recent gevormde DNA-streng samen met enzymen gefixeerd.
  • DNA-replicatie is een kritisch proces; op deze manier bewerkt de cel het recent opgenomen DNA om te garanderen dat fouten of mutaties niet worden gepresenteerd.
  • Wanneer het DNA in een cel wordt gereproduceerd, kan de cel scheiden in twee compartimenten, elk met een niet te onderscheiden (identieke) kopie van het eerste DNA.

Hoe is het DNA-replicatieproces verantwoordelijk voor het behoud van erfelijkheid?

Het proces van DNA-replicatie behoudt zowel de genoomintegriteit als de erfelijkheid. Het geheim zit in het patroon van DNA-replicatie.

DNA-replicatie is wanneer de cel zijn DNA dupliceert en het DNA vervolgens wordt gesplitst tussen twee nieuw gevormde cellen. Wanneer het DNA dupliceert, wordt het vindt plaats tijdens de S-periode van de cel cyclus (S staat voor Synthese). Deze middelen hebben zowel een plaats in Mitose als Meiose I. 

Het proces van DNA-replicatie behoudt erfelijkheid (genetische integriteit) op de volgende manieren:

  • De twee replica's zijn gemaakt van het nieuw gesynthetiseerde DNA en de oude DNA-streng die wordt gebruikt als een sjabloon voor de dochter-DNA-streng. Op deze manier zullen de twee dochtercellen hetzelfde DNA hebben (ik bedoel een vergelijkbare sequentie) als de oudercellen. 
  • Tijdens de DNA-replicatie zijn er veel bewerkingscomponenten, wat maatregelen inhoudt die een fout tijdens de replicatie kunnen herkennen en uiteindelijk herstellen. Dit zorgt ervoor dat vergelijkbare genetische informatie die door de oudercel wordt overgebracht, foutloos naar zijn dochtercellen wordt gestuurd. 
  • De DNA-polymerase zelf heeft een bewerkings-/proefleesfunctie. Als er een fout optreedt, gaat het terug en wist (zoals de wistoets op uw pc) een onaanvaardbare basis die zojuist is toegevoegd. 
  • Hoe het ook zij, in sommige gevallen worden fouten niet herkend, en wanneer ze niet worden uitgeroeid, kan een onaanvaardbare base die wordt toegevoegd een mutatie veroorzaken en zeggen dat de mutatie "gefixeerd" zal zijn.

Wat is een primer in DNA-replicatie?

Primer is nodig om de te starten replicatieproces omdat het DNA-polymerase een RNA nodig heeft primer om de DNA-synthese te starten.

Een primer is een korte sequentie van ribonucleïnezuur (RNA) die DNA-replicatie begint. In levende levensvormen zijn primers korte fragmenten van RNA. De primer moet worden gevormd met behulp van een enzym dat bekend staat als primase. Het is een soort RNA polymerase vóór DNA-replicatie kan gebeuren. 

Het vormen van een primer is essentieel omdat de enzymen die DNA repliceren, DNA-polymerasen genoemd, kunnen nieuwe DNA-nucleotiden samenvoegen tot een huidige streng nucleotiden. De primer dient dus om te primen en een basis te leggen voor DNA-replicatie.

De primer wordt verwijderd voordat de DNA-replicatie is voltooid en de gaten in de DNA-streng worden opgevuld met behulp van DNA-polymerasen. De primers kunnen ook worden ontworpen en geoptimaliseerd met exacte nucleotidesequenties die complementair zijn aan de matrijs-DNA-streng. In het proces van polymerasekettingreactie worden DNA-primers gebruikt.

grondverf
Figuur: DNA-polymerase vereist RNA-primers om het replicatieproces te starten. Afbeelding tegoed: Wikimedia

Wat zijn enkele remmers van DNA-replicatie?

DNA-replicatieremmers worden regelmatig gebruikt in antikanker- en antivirale formuleringen. Remmers belemmeren DNA-replicatie op twee onderling gerelateerde manieren: 

•        Directe interactie met vereisten die nodig zijn voor DNA-polymerisatie en replicatieoorsprong

•        Inmenging in de controleposten. De onmiddellijke bestemming voor "farmacologische doelen" omvat cycline-afhankelijke kinasen, DNA-templates, DNA-polymerasen, ketenverlenging, nucleotideprecursorpools. 

Hieronder volgen enkele redenen waarom controlepunten belangrijk zijn tijdens het celdelings- en DNA-replicatieproces:

  • De reactie van het checkpoint (“Intra S-stadium”) werd al geruime tijd voor het eerst erkend vanwege zijn ontoereikendheid door patiënten met ataxie telangiectasie (AT).
  • Deze controlepunten maken het in stand houden van de door de remmer geïnitieerde DNA-schade mogelijk.
  • Deze controlepunten kunnen eveneens apoptose (geprogrammeerde celdood) veroorzaken.
  • In de praktijk kan checkpointrespons worden onderscheiden van directe replicatieblokkering wanneer replicatiehinder kan worden verlicht door aangewezen checkpointremmers, bijvoorbeeld Chk1 of Chk2, ATM/ATR-remmers.
remming
Figuur: mogelijke benaderingen om het DNA-replicatieproces te remmen. Afbeelding tegoed: Wikimedia

Lees ook:

     

Laat een bericht achter