Introducing
Your new presentation assistant.
Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.
Trending searches
U bakterii replikacja zaczyna się w ustalonym miejscu i postępuje bardzo szybko, z prędkością rzędu 1000 nukleotydów na sekundę. U eukariotów replikacja jest o wiele wolniejsza, ok. 50 nukleotydów na sekundę, jednak zachodzi równocześnie w wielu miejscach.
Kopiowanie podwójnej helisy DNA rozpoczyna się w miejscu inicjacji replikacji o długości ok. 200-300 par nukleotydów w kolistych cząsteczkach DNA. W liniowych chromosomach aktywnych przebiegać może wiele (tysiące) jednoczesnych procesów replikacji. Aby replikacja przebiegła prawidłowo, podczas rozdzielenia obu nici nie może dojść do zaburzenia ich struktury podstawowej (kolejności nukleotydów).
Replikacja zaczyna się od rozerwania podwójnej helisy (co dzieje się dzięki helikazie dzającej poprzez siłę elektrostatyczną). Powstają tz. widełki replikacyjne. Następnie przez Prymazy DNA są syntezowane startery RNA, gdyż polimeraza DNA może jedynie dobudowywać fragmenty do już istniejącej nici. Następnie polimeraza DNA rozpoczyna działanie.
Wokół kopiowanej nici krąży wiele niesparowanych nukleotydów. Jak pokazaliśmy wcześniej do każdego nukleotydu pasuje tylko jeden inny, a wynika to układu ładunków na cząsteczce. Dzięki temu jedynie ten pasujący wolny nukleotyd zostanie przytrzymany przez siły elektrostatyczne od nukleotyduu należącego do nici DNA dość długo aby polimeraza DNA przyłączyła go do nowo powstającej nici. I nawet gdyby pozostałe znalazły się dość blisko by enzymy je przyłączyły to nie wystąpi żadna siła, która utrzymałaby go dość długo, aby enzymy zadziały.
Polimeraza DNA działa jedynie w kierunku od końca 3' do końca 5' (czyli syntetyzuje nową nić w kierunku od 5' do 3'). Z tego powodu jedna z nici jest syntezowana w sposób ciągły (nić wiodąca), druga (ta, którą chcielibyśmy zsyntezować w przeciwną stronę, czyli nić opóźniona) fragmentami (tzw. fragmenty Okazaki).
Na koniec replikacji musi dojść do połączenia fragmentów okazaki przez lidaze DNA w nici opóźnionej i połączenia nowego łańcucha z łańcuchem macierzystym w helisę. U bakterii zakończenie replikacji następuje niemal automatycznie (po skopiowaniu całego kolistego DNA, który jest pojedynczym replikonem). U eukariotów miejsc replikacji (replikonów) jest wiele.
Proces replikacji u eukariotów (czyli niekolistych cząsteczek DNA) wiąże się z problemem wolnych zakończeń powstających cząsteczek DNA. Zakończenia te, zwane telomerami składają się z krótkich wielokrotnie powtórzonych sekwencji. Polimerazy wydłużają jedynie istniejące już nici, nie są natomiast w stanie zsyntetyzować końcowych odcinków telomerów. W rezultacie odcinki te narażone są na regularne skracanie. Skracaniu temu zapobiega obecność telomerazy, która przeprowadza odwrotną transkrypcję tych odcinków, posługując się jako "matrycą" nie DNA, ale RNA, będącym częścią składową tego enzymu. Zapobiega to usunięciu znaczących fragmentów DNA.
DNA (kwas dezoksyrybonukleinowy) to organiczny polimer, którego monomerami są deoksyrybonukleotydy. Są one zbudownae z: pięciowęglowego cukru deoksyrybozy, którego grupa hydroksylowa znajdująca się przy ostatnim atomie węgla (5') jest połączona z resztą fosforanową, a pierwszy atom węgla (1') z jedną z czterech zasad azotowych: adeniną i guaniną (zasady purynowe) oraz cytozyną i tyminą (zasady pirymidynowe).
W skład cząsteczki DNA wchodzą dwa łańcuchy, które biegną antyrównolegle (tzn. koniec 5' jednej nici leży naprzeciw końca 3' drugiej nici). Łańcuchy zwijają się wokół wspólnej osi i tworzą tzw. prawoskrętną (A-DNA lub B-DNA) lub rzadziej lewoskrętną (Z-DNA) podwójną helisę. Reszty cukrowe i fosforanowe, znajdują się na zewnątrz helisy, natomiast zasady skierowane są do wnętrza i tworzą pary zasad połączone według wzoru:
Wiązanie wodorowe (mostek wodorowy) to rodzaj stosunkowo słabego wiązania chemicznego polegającego głównie na przyciąganiu elektrostatycznym między atomem wodoru i atomem elektroujemnym zawierającym wolne pary elektronowe.
Klasyczne wiązanie wodorowe powstaje, gdy atom wodoru jest połączony wiązaniem kowalencyjnym z innym atomem o dużej elektroujemności (np. tlenem) i w ten sposób uzyskuje nadmiar ładunku dodatniego. W wyniku tego oddziaływania pierwotne, kowalencyjne wiązanie między wodorem a innym atomem ulega częściowemu osłabieniu, powstaje zaś nowe, stosunkowo słabe wiązanie między wodorem i innym atomem (akceptorem wiązania wodorowego). Nie można wytłumaczyć natury tego wiązania wyłącznie za pomocą elektrostatyki, ponieważ oprócz przyciągania elektrostatycznego, zachodzi przeniesienie ładunku z akceptora na atom wodoru i związane z nim atomy, a także polaryzacja chmury elektronowej zarówno akceptora, jak i donora wiązania wodorowego.
W adeninie i tyminie azot z wodorem są połączone wiązaniami kowalencyjnymi spolaryzowanymi (różnica elektroujmności 0,9). Dlatego między wodorem, a tlenem i azotem mogą się tworzyć mostki wodorowe.
Sytuacja jest analogiczna w przypadku połączenia guaniny i cytozyny.