Co to jest Replikacja DNA?
Replikacja DNA to duplikowanie (powielanie/kopiowanie) cząsteczki DNA.
Ogólnie o Replikacji...
Replikacja to jeden z ważniejszych procesów biologicznych.
Jego celem jest dokładne skopiowanie cząsteczki DNA, a tym samym informacji genetycznej w niej zawartej.
Powielony DNA jest następnie przekazywany komórkom potomnym, które tym samym dziedziczą informację genetyczną.
Replikacja jak każdy proces zachodzący w komórce jest katalizowana przez odpowiedni (najważniejszy) enzym Polimerazę DNA.
Samo powielenie polega na systematycznym podstawianiu do jednej nici (starej) komplementarnych nukleotydów i powstaje nowa nić.
Przebieg Replikacji
1. Polimeraza DNA znajduje na nici DNA miejsce inicjacji replikacji – są to odpowiednie sekwencje nukleotydów rozpoznawane jako miejsca startu.
2. Takich miejsc w obrębie jednej cząsteczki jest wiele, stąd replikacja przebiega jednocześnie w wielu miejscach.
3. W miejscu inicjacji replikacji następuje rozplecenie podwójnej helisy.
4.Rozplecenie podwójnej helisy DNA jest konieczne ponieważ zasady azotowe są skierowane do środka i inaczej nie dałoby się ich odczytać.
5. W miejscu rozplecenia powstają widełki replikacyjne.
6. W widełkach replikacyjnych polimeraza DNA ustawia naprzeciwko każdego nukleotydu nowy komplementarny nukleotyd.
7. Nowe nukleotydy łączą się ze sobą (czyli polimeryzują) i powstaje nowa nić.
8. Analogiczne zjawisko zachodzi na drugiej nici.
Co oznacza, że Replikacja jest semikonserwatywna?
W replikacji semikonserwatywnej wiązania wodorowe łączące łańcuchy cząsteczki DNA ulegają rozerwaniu i na każdym jej łańcuchu macierzystym zostaje utworzony na zasadzie komplementarności łańcuch potomny.
W modelu replikacji półzachowawczej (semikonserwatywnej) każda z nici macierzystej cząsteczki DNA jest matrycą dla nowej dwuniciowej cząsteczki.
Jakie ma znaczenie proces Replikacji dla komórek rosnącego organizmu wielokomórkowego, np. człowieka?
Dzięki procesowi replikacji informacja genetyczna może być kopiowana i przekazywana kolejnym powstającym komórkom rosnącego organizmu. Zapewnia im taką samą informację genetyczną, jak w komórkach wyjściowych.
Jakie ma znaczenie dla pełnienia funkcji biologicznej przez DNA jego zdolność do Replikacji?
Replikacja umożliwia przekazanie kompletnej informacji genetycznej komórkom potomnym powstałych w wyniku podziału.
Gdzie rozpoczyna się Replikacja?
Replikacja zawsze rozpoczyna się w określonych miejscach inicjacji replikacji ang. origin.
Co się dzieje w miejscach rozpoczęcia (origin) Replikacji?
W miejscu lub w miejscach origin (inicjacji replikacji) pod wpływem enzymów, nici rozchodzą się i tworzą oczko/oczka replikacyjne. Oczka replikacyjne rozchodzą się do połączenia powstających nici tworząc widełki replikacyjne.
Co kontroluje Replikację?
Replikacja wymaga obecności różnych enzymów:
helikaza – rozplata cząsteczkę DNA tworząc widełki replikacyjne
polimeraza – syntezuje/wytwarza nową nić polinukleotydową
ligaza – łączy fragmenty okazaki
prymaza – tworzy główkę fragmentu DNA, zbudowana ze starterów
nukleaza – wycina startery
W jakim kierunku polimeraza DNA wydłuża nową nić DNA?
Polimeraza wydłuża nową nić tylko w kierunku 5`——> 3`, tak więc na starej nici 3`—–>5` może zachodzić w sposób ciągły (powstaje nić nazwana wiodącą).
Trzy główne wnioski dot. Replikacji
W wyniku replikacji z jednej cząsteczki DNA dwie nowe
Każda nowopowstała cząsteczka ma jedną nową nić, a druga „starą”
Nowopowstałe cząsteczki są identyczne jak cząsteczka wyjściowa