Sisu
Elusorganismide geneetiline kood sisaldub kromosoomide DNA-s. DNA molekul on kahekordne spiraal, mis koosneb paaridest nukleotiidid, mis kõik koosnevad fosfaatrühmast, suhkrurühmast ja lämmastikalusest. Nukleotiidide struktuur on asümmeetriline, mis tähendab, et topeltheeliksi DNA kahel ahelal on vastassuunad.
Kui DNA süntees toimub DNA replikatsiooni ajal, eraldatakse kaksikheeliksi kaks ahelat. Paljundamine võib toimuda ainult iga ahela edasisuunas. Selle tulemusel kopeeritakse ühte ahelat pidevalt edasisuunas, teist kopeeritakse katkendlikult segmentidesse, mis hiljem liidetakse.
Miks on DNA ahelatel suund?
Topeltheeliksi DNA molekulide küljed koosnevad fosfaat- ja suhkrurühmad samas kui astmed koosnevad lämmastiku alused. Tavaliselt on orgaaniliste molekulide süsinikuahelates või tsüklites olevad süsinikuaatomid nummerdatud järjestuses. Lämmastiku aluste süsinikuaatomid on nummerdatud 1, 2, 3 jne. Suhkrühmade nummerdatud süsinikuaatomite eristamiseks nummerdatakse need süsinikud, kasutades algsümbolit, st 1, 2, 3 jne, või ühte algust. jne.
Suhkrurühmades, mille number on 1-5, on viis süsinikuaatomit. 5 aatomil on a fosfaatrühm selle külge, samal ajal kui 3 süsinikku ühendab OH rühm. Heeliksi külgede moodustamiseks seob suhkrurühma ühel küljel asuv 5 fosfaati järgmise nukleotiidi 3 OH-ga. Selle ahela jada on 5 kuni 3.
Helix-molekuli pulgad moodustatakse seotud lämmastikalustest. DNA molekulide neli alust on adeniin, guaniin, tsütosiin ja tümiin, lühendatult A, G, C ja T. Alused A ja T võivad moodustada lüli ning G ja C võivad ühendada.
Kui 5 kuni 3 järjestuse ahela nukleotiid lingi moodustab teise nukleotiidiga, moodustades astme, on teisel nukleotiidil vastupidine fosfaat / OH järjestus. See tähendab, et heeliksi üks külg kulgeb suunas 5 kuni 3, teine külg aga suunal 3 kuni 5 suund.
Katkendlik DNA replikatsioon versus pidev replikatsioon
DNA süntees saab toimuda ainult siis, kui kaksikheeliksi kaks ahelat on eraldatud. DNA replikatsiooni ajal purustab ensüüm spiraali ja DNA polümeraas kopeerib iga ahela. Ahelat, mis kulgeb 5 kuni 3 suunas, nimetatakse juhtivaks ahelaks, samal ajal kui teine ahel, mille järjestus on 3 kuni 5, on mahajäänud ahel.
Polümeraas suudab DNA-d kopeerida ainult 5 kuni 3 suund. See tähendab, et see suudab juhtivat ahelat pidevalt korrata, kui see liigub algsest eralduspunktist mööda ahelat. Mahajääva ahela kopeerimiseks peab polümeraas paljunema piki ahelat tagasi eraldamise algpunkti.
Seejärel peatub replikatsioon, liigub ahelast üles ja liigub uuesti tagasi juba kopeeritud segmenti. Ühendatud DNA segmendi koopiate seeriat nimetatakse Okazaki killud toodetakse mahajäänud ahelast.
DNA ligaas
DNA replikatsiooni edenedes moodustub DNA ligaasi ensüüm liitub Okazaki fragmentidega pidevaks ahelaks. See juhtiva ahela pideva sünteesi ja mahajäänud ahela tükeldatud või katkendliku replikatsiooni kombinatsioon annab kaks uut DNA spiraali, kui mahajäänud ahela segmendid on omavahel ühendatud.
Igal uuel topeltheeliksil on lähteahel algsest DNA molekulist ja äsja replitseeritud ahel, mille sünteesib DNA polümeraas. Kui replikatsioon on edukalt lõpule jõudnud, pole algses DNA molekulis kahes eksemplaris erinevust, ehkki üks tuletati pideva replikatsiooni teel, teisel aga katkematu DNA replikatsioon.