Ποιος είναι ο ρόλος της πολυμεράσης DNA στην αντιγραφή
Η πολυμεράση DNA είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για το σχηματισμό νέων αντιγράφων DNA, με τη μορφή μορίων νουκλεϊκού οξέος. Η αντιγραφή του DNA είναι η κυτταρική διαδικασία που εμπλέκεται στη σύνθεση ενός ακριβούς αντιγράφου ενός υπάρχοντος μορίου DNA. Κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA, η DNA πολυμεράση διαβάζει τον υπάρχοντα/προτύπου κλώνο DNA ενώ συνθέτει έναν νέο, συμπληρωματικό κλώνο DNA στο πρότυπο . Προσθέτει νουκλεοτίδια στο 3' άκρο του αναπτυσσόμενου κλώνου, ένα νουκλεοτίδιο τη φορά. Επιπλέον, η DNA πολυμεράση εμπλέκεται στη διόρθωση του συντιθέμενου DNA.
Βασικές περιοχές που καλύπτονται
1. Τι είναι η πολυμεράση DNA
– Ορισμός, Συνάρτηση, Τύποι
2. Τι είναι η Αντιγραφή DNA
– Ορισμός, Γεγονότα, Ρόλος
3. Ποιος είναι ο ρόλος της πολυμεράσης DNA στην αντιγραφή
– Λειτουργία της πολυμεράσης DNA
Βασικοί όροι:πολυμεράση DNA, αντιγραφή DNA, δραστηριότητα εξωνουκλεάσης 3' έως 5', διόρθωση
Τι είναι η πολυμεράση DNA
Η πολυμεράση DNA είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για την αντιγραφή του DNA. Προσθέτει συμπληρωματικά νουκλεοτίδια στον αναπτυσσόμενο κλώνο DNA, ανάλογα με τα νουκλεοτίδια στον κλώνο του εκμαγείου. Τα προκαρυωτικά έχουν DNA πολυμεράσες I έως V. DNA πολυμεράση I και III ευθύνονται για το 80% της αντιγραφής του DNA σε προκαρυώτες. Οι ευκαρυώτες έχουν DNA πολυμεράσες α, β, λ, γ, σ, μ, δ, ε, η, ι, κ, ζ, θ, και Rev1. Η DNA πολυμεράση φαίνεται στο σχήμα 1 .
Εικόνα 1:DNA Πολυμεράση
Ρετροϊοί όπως οι ιοί RNA χρησιμοποιούν εξαρτώμενη από RNA πολυμεράση DNA για να συνθέσουν DNA από ένα πρότυπο RNA.
Τι είναι η αντιγραφή DNA
Η αντιγραφή DNA είναι μια κυτταρική διαδικασία με την οποία συντίθεται ένα ακριβές αντίγραφο ενός συγκεκριμένου μορίου DNA. Εμφανίζεται κατά τη φάση S της μεσοφάσης, πριν από την κυτταρική διαίρεση. Γενικά, το DNA είναι ένα δίκλωνο μόριο και οι δύο κλώνοι του χρησιμεύουν ως πρότυπα για την αντιγραφή του DNA. Επιπλέον, κάθε ένα από τα πρόσφατα συντιθέμενα μόρια DNA αποτελείται από έναν παλιό κλώνο DNA. Επομένως, η αντιγραφή του DNA είναι μια ημι-συντηρητική διαδικασία. Η αντιγραφή του DNA φαίνεται στην εικόνα 2.
Εικόνα 2:Αντιγραφή DNA
Η αντιγραφή DNA περιλαμβάνει πολλά ένζυμα και πολλές πρωτεΐνες. Η ελικάση, η RNA πριμάση και η DNA πολυμεράση είναι μερικά ένζυμα που εμπλέκονται στην αντιγραφή. Οι παράγοντες μεταγραφής είναι οι πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην αντιγραφή του DNA.
Ποιος είναι ο ρόλος της πολυμεράσης DNA στην αντιγραφή
Η πολυμεράση DNA εκτελεί διάφορες λειτουργίες κατά τη διάρκεια της αντιγραφής. Η κύρια λειτουργία της πολυμεράσης DNA είναι η σύνθεση ενός νέου κλώνου DNA. Εκτός από αυτό, η DNA πολυμεράση εμπλέκεται επίσης στη διόρθωση των σφαλμάτων των προστιθέμενων νουκλεοτιδίων σε μια διαδικασία γνωστή ως διόρθωση. Η διόρθωση βοηθά στη διατήρηση της ακεραιότητας του δίκλωνου DNA.
- Σύνθεση ενός νέου κλώνου DNA – Η DNA πολυμεράση προσθέτει συμπληρωματικά νουκλεοτίδια τόσο στους οδηγούς όσο και στους υστερούντες κλώνους σε κατεύθυνση 3' έως 5'. Απαιτεί έναν εκκινητή RNA για την έναρξη της διαδικασίας, ο οποίος συντίθεται από RNA πριμάση. Η DNA πολυμεράση αρχίζει να προσθέτει συμπληρωματικά νουκλεοτίδια στον κλώνο του εκμαγείου από το 3'άκρο του εκκινητή.
- Διπλός έλεγχος του εισερχόμενου νουκλεοτιδίου – Γενικά, το σωστό συμπληρωματικό νουκλεοτίδιο ζευγαρώνει με τα νέα, εισερχόμενα νουκλεοτίδια στην αναπτυσσόμενη αλυσίδα. Πριν σχηματίσει φωσφοδιεστερικό δεσμό, η DNA πολυμεράση ελέγχει διπλά το ζευγαρωμένο νουκλεοτίδιο. Η διόρθωση φαίνεται στο σχήμα 3.
Εικόνα 3:Διόρθωση
- Εξωνουκλεολυτική διόρθωση – Ωστόσο, ορισμένα λανθασμένα νουκλεοτίδια μπορούν να προστεθούν στην αναπτυσσόμενη αλυσίδα. Αμέσως μετά την προσθήκη τέτοιων νουκλεοτιδίων, μια ξεχωριστή καταλυτική υπομονάδα DNA πολυμεράσης με δραστηριότητα εξωνουκλεάσης 3' έως 5' αφομοιώνει το εσφαλμένα ζευγαρωμένο νουκλεοτίδιο από τον αναπτυσσόμενο κλώνο και συνθέτει εκ νέου το σωστό νουκλεοτίδιο.
Συμπέρασμα
Η πολυμεράση DNA είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση νέου κλώνου DNA χρησιμοποιώντας τον υπάρχοντα κλώνο DNA ως πρότυπο. Εκτός από αυτό, η DNA πολυμεράση είναι επίσης εξοπλισμένη με μηχανισμούς διόρθωσης για τη διατήρηση της ακεραιότητας του DNA.
Αναφορά:
1. Garcia-Diaz, Miguel και Katarzyna Bebenek. "Πολλαπλές λειτουργίες των πολυμερασών DNA." Κριτικές κριτικές στις φυτοεπιστήμες , U.S. National Library of Medicine, Μάρτιος 2007, Διαθέσιμο εδώ.
Εικόνα Ευγενική προσφορά:
1. «DNA polymerase» By Yikrazuul – Ίδια εργασία (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
2. «0323 DNA Replication» By OpenStax – (CC BY 4.0) μέσω Commons Wikimedia
3. “ DNA polymerase” By I, Madprime (CC BY-SA 3.0) μέσω Commons Wikimedia
