Τι καθορίζει πώς αναπαράγεται το DNA;
1. Η δομή του DNA:
* Διπλή έλικα: Τα δύο σκέλη του DNA συγκρατούνται μαζί με δεσμούς υδρογόνου μεταξύ συμπληρωματικών ζευγών βάσεων (A-T, C-G). Αυτή η δομή επιτρέπει στα σκέλη να χωρίζονται εύκολα για αναπαραγωγή.
* Αντιπαράλληλος προσανατολισμός: Τα δύο σκέλη τρέχουν σε αντίθετες κατευθύνσεις (5 έως 3 'και 3' έως 5 '). Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για την κατεύθυνση της σύνθεσης DNA.
2. Ένζυμα και πρωτεΐνες:
* Helicase: Χαλαρώνει τη διπλή έλικα DNA, σπάζοντας τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των ζευγών βάσης.
* Πρωτεΐνες δέσμευσης μονής κλώνης (SSBS): Αποτρέψτε την εκ νέου εξάλειψη των χωρισμένων κλώνων.
* Topoisomerase: Χαλαρώνει την υπεράσπιση του DNA μπροστά από το πιρούνι αναπαραγωγής.
* Primase: Συνθέτει μικρούς εκκινητές RNA που παρέχουν σημείο εκκίνησης για την πολυμεράση DNA.
* πολυμεράση DNA: Προσθέτει νουκλεοτίδια στον νέο κλώνο DNA, ακολουθώντας τους κανόνες ζευγαρώματος βάσης. Υπάρχουν διάφοροι τύποι πολυμεράσης DNA, το καθένα με συγκεκριμένες λειτουργίες.
* Λιγάση: Ενώνει τα θραύσματα Okazaki (σύντομα τμήματα DNA που συντίθενται στο κλώνο καθυστέρησης) μαζί.
3. Η προέλευση της αναπαραγωγής:
* Σύμπλεγμα αναγνώρισης προέλευσης (ORC): Ένα σύμπλοκο πρωτεΐνης που αναγνωρίζει και δεσμεύεται με συγκεκριμένες αλληλουχίες DNA που ονομάζονται προέλευση της αντιγραφής.
* Πολλαπλές καταβολές: Το ευκαρυωτικό DNA έχει πολλαπλές προέλευσης της αναπαραγωγής, εξασφαλίζοντας ότι η αναπαραγωγή ολοκληρώνεται γρήγορα.
* Έναρξη: Το ORC προσλαμβάνει άλλες πρωτεΐνες για να ξεκινήσει τη διαδικασία αναπαραγωγής.
4. Κατευθυντικότητα αντιγραφής:
* 5 'έως 3' κατεύθυνση: Η ϋΝΑ πολυμεράση μπορεί να προσθέσει μόνο νουκλεοτίδια στο 3 'άκρο ενός αναπτυσσόμενου κλώνου DNA.
* Κορυφαίο σκέλος: Συντίθεται συνεχώς προς την ίδια κατεύθυνση με το πιρούνι αντιγραφής.
* Strand καθυστέρησης: Συνθετικά ασυνείδητα σε σύντομα θραύσματα που ονομάζονται θραύσματα Okazaki, καθώς το πιρούνι αναπαραγωγής εξελίσσεται προς την αντίθετη κατεύθυνση.
5. Πιστότητα αναπαραγωγής:
* Δραστηριότητα διόρθωσης: Η πολυμεράση DNA έχει μια λειτουργία διόρθωσης που διορθώνει σφάλματα κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής.
* Σύστημα επισκευής αναντιστοιχίας: Διορθώνει τα ζεύγη βάσεων που έχουν ανατηρίσει τα κακομεταχείριση που διέφυγαν από τον μηχανισμό διόρθωσης.
* Επισκευή εκτομής βάσης (BER): Αφαιρεί τις κατεστραμμένες ή τροποποιημένες βάσεις και τις αντικαθιστά με τις σωστές.
6. Ρύθμιση της αναπαραγωγής:
* Έλεγχος κυτταρικού κύκλου: Η αντιγραφή του DNA ρυθμίζεται σφιχτά κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου, εξασφαλίζοντας ότι το DNA αναπαράγεται μόνο μία φορά ανά κυτταρικό κύκλο.
* Σημεία ελέγχου: Τα συγκεκριμένα σημεία ελέγχου εξασφαλίζουν ότι η αντιγραφή DNA είναι ακριβής και πλήρης πριν από την είσοδο του κυττάρου στην επόμενη φάση του κυτταρικού κύκλου.
Συνοπτικά, η αντιγραφή του DNA είναι μια πολύπλοκη και με ακρίβεια ρυθμισμένη διαδικασία που περιλαμβάνει πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της δομής του DNA, των ενζύμων, των πρωτεϊνών, της προέλευσης της αντιγραφής, της κατεύθυνσης, της πιστότητας και της ρύθμισης. Αυτοί οι παράγοντες συνεργάζονται για να εξασφαλίσουν την ακριβή και αποτελεσματική επικάλυψη του γενετικού υλικού.
