Replikation i biologi er en vigtig molekylær proces af kropsceller

Nukleinsyrer spiller en vigtig rolle iopretholdelse af vital aktivitet af celler af levende organismer. En vigtig repræsentant for denne gruppe af organiske forbindelser er DNA, som bærer al den genetiske information og er ansvarlig for manifestationen af ​​de nødvendige egenskaber.

Hvad er replikation?

I processen med celledeling er det nødvendigt at øgeantallet af nukleinsyrer i kernen, således at der ikke er tab af genetisk information i processen. I biologi er replikation duplikering af DNA ved syntese af nye kæder.

Hovedformålet med denne proces er at overføre den genetiske information til dattercellerne i en uændret form uden nogen mutationer.

Enzymer og proteiner af replikation

Dobling af et DNA-molekyle kan sammenlignes med nogenmetabolisk proces i en celle, for hvilken passende proteiner er nødvendige. Da der i biologi er replikation en vigtig bestanddel af celledeling, er der her tale om mange hjælpepeptider.

• DNA-polymerase er det vigtigste reduplicationsenzym,som er ansvarlig for syntesen af ​​datterkæden af ​​deoxyribonukleinsyre. I cytoplasmaet af celler under replikationsprocessen er tilstedeværelsen af ​​nukleinstriphosphater, som bringer alle de nukleiske baser, obligatorisk.

Disse baser er nukleinsyremonomerersyre, så hele kæden af ​​molekylet er konstrueret af dem. DNA-polymerase er ansvarlig for byggeprocessen i den rigtige rækkefølge, ellers den uundgåelige fremkomsten af ​​forskellige mutationer.

• Prymaza er et protein, der er ansvarligt fordannelse af en primer på template DNA-streng. Denne primer kaldes også en primer, den har strukturen af ​​RNA. For DNA-polymeraseenzymet er tilstedeværelsen af ​​indledende monomerer vigtig, hvorfra yderligere syntese af hele polynukleotidkæden er mulig. Denne funktion udføres af primeren og dens tilsvarende enzym.
• Helicase (helicase) danner en replikationsgaffel, som er uoverensstemmelsen mellem matrixkæderne ved at bryde hydrogenbindingerne. Så det er lettere for polymeraser at nærme molekylet og starte syntesen.
• Topoisomerase. Hvis vi forestiller os et DNA-molekyle i form af et snoet reb, når polymerasen bevæger sig langs kæden, dannes en positiv spænding på grund af stærk vridning. Dette problem løses af topoisomerase, et enzym der bryder kæden i kort tid og udfolder hele molekylet. Derefter bliver det beskadigede sted syet op igen, og DNA oplever ikke spændinger.
• SSB-proteiner, såsom klynger, er fastgjort til DNA-kæder i replikationsgaflen at forhindre gendannelse af hydrogenbindinger inden udgangen af ​​replikationsprocessen.
• Ligase. Enzymets funktion er at tværbinde fragmenterne af Ozakaki på DNA-molekylets slækkende kæde. Dette sker ved at skære ud primere og inkorporere de native monomerer af deoxyribonukleinsyre i deres sted.

I biologi er replikation et kompleksen multistep-proces, som er yderst vigtig i celledeling. Derfor er brug af forskellige proteiner og enzymer nødvendigt for effektiv og korrekt syntese.

Reduktionsmekanisme

Der er 3 teorier, der forklarer DNA-fordoblingsprocessen:

1. Konservative argumenterer for, at et datternukleinsyremolekyle er af en matrix natur, og den anden er helt syntetiseret fra bunden.
2. Den semiconservative er foreslået af Watson og Crick og bekræftet i 1957 i forsøg på E. Coli. Denne teori siger, at begge datter-DNA-molekyler har en gammel kæde og en ny syntetiseret.
3. Spredningsmekanismen er baseret på teorien om, at dattermolekyler har hele længden af ​​alternerende sektioner, der består af både gamle og nye monomerer.

Nu er en semiconservativ model blevet bevist videnskabeligt. Hvad er replikation på molekyliveau? Ved begyndelsen af ​​helikasen bryder DNA-molekylets hydrogenbindinger og åbner således begge kæder for polymeraseenzymet. Sidstnævnte, efter dannelse af primrene, begynder syntesen af ​​nye kæder i 5'-3'-retningen.

Egenskaben for antiparallelisme af DNA er den vigtigsteårsagen til dannelse, ledende og bageste kæder. På den førende kæde bevæger DNA-polymerasen kontinuerligt, og ved lagring danner den fragmenter af Okaucasia, som i fremtiden vil blive kombineret med ligase.

Funktioner af replikation

Hvor mange DNA molekyler i kernen efter replikation? Processen i sig selv indebærer en fordobling af det genetiske sæt af cellen, så i den syntetiske periode med mitose har det diploide sæt dobbelt så mange DNA molekyler. En sådan post er normalt markeret som 2n 4c.

Ud over den biologiske betydning af replikation, forskerefundet anvendelse af processen på forskellige områder inden for medicin og videnskab. Hvis i biologi replikation er en duplikering af DNA, så anvendes i laboratoriet multiplikation af nukleinsyremolekyler til at skabe flere tusinde eksemplarer.

Denne metode blev kaldt polymerasekædereaktion (PCR). Mekanismen i denne proces ligner replikation in vivo, derfor anvendes lignende enzymer og buffersystemer til dets forløb.

fund

Replikation har en vigtig biologisk betydningfor levende organismer. Overførslen af ​​genetisk information i celledeling er ikke uden fordobling af DNA-molekyler, derfor er det koordinerede arbejde af enzymer vigtigt i alle faser.