Indhold
- Hvorfor DNA-strengene har en retning
- Diskontinuerlig DNA-replikation versus kontinuerlig replikation
- DNA-ligase
Den genetiske kode for levende organismer er indeholdt i kromosomernes DNA. DNA-molekylet er en dobbelt helix, der består af par af nukleotiderder hver består af en phosphatgruppe, en sukkergruppe og en nitrogenbase. Strukturen af nukleotiderne er asymetrisk, hvilket betyder, at de to strenge af det dobbelte helix-DNA har modsatte retninger.
Når DNA-syntese finder sted under DNA-replikation, adskilles de to strenge af den dobbelte helix. Replikering kan kun finde sted i den forreste retning af hver streng. Som et resultat kopieres den ene streng kontinuerligt i fremadretningen, mens den anden kopieres diskontinuerligt i segmenter, der senere er sammenføjet.
Hvorfor DNA-strengene har en retning
Siderne af de dobbelte helix-DNA-molekyler er sammensat af fosfat- og sukkergrupper mens lungerne består af nitrogenholdige baser. Efter konvention nummereres carbonatomerne i carbonkæderne eller -ringene af organiske molekyler i rækkefølge. Kulstofatomerne i nitrogenholdige baser er nummereret 1, 2, 3 osv. For at skelne de nummererede kulstofatomer i sukkergrupperne er disse carbonatomer nummereret ved hjælp af et primsymbol, dvs. 1, 2, 3 osv., Eller en prim etc.
Der er fem carbonatomer i sukkergrupperne, nummereret 1 til 5. Det 5 atom har en fosfatgruppe fastgjort til det, mens de 3 kulstof forbindes til en OH-gruppe. For at danne siderne af helixen kobles 5-fosfatet på den ene side af sukkergruppen til 3 OH i det næste nucleotid. Sekvensen af denne streng er 5 til 3.
Rillingerne af helixmolekylet er dannet af sammenkoblede nitrogenholdige baser. De fire baser i DNA-molekyler er adenin, guanin, cytosin og thymin forkortet som A, G, C og T. A- og T-baserne kan danne en forbindelse, og G og C kan linke.
Når et nukleotid i 5 til 3-sekvenskæden binder til et andet nukleotid for at danne en ring, har det andet nukleotid den modsatte phosphat / OH-sekvens. Dette betyder, at den ene side af helixen kører i 5 til 3-retningen, mens den anden side løber i 3 til 5 retning.
Diskontinuerlig DNA-replikation versus kontinuerlig replikation
DNA-syntese kan kun finde sted, når de to tråde i dobbelt helix er adskilt. Under DNA-replikation bryder et enzym spiralen og DNA-polymerase kopierer hver streng. Strengen, der kører i 5 til 3-retning, kaldes den førende streng, mens den anden streng, med en 3 til 5-sekvens, er den haltende streng.
Polymerasen kan kun kopiere DNA i 5 til 3 retning. Dette betyder, at den kontinuerligt kan gentage den førende streng, når den bevæger sig fra det oprindelige separationspunkt langs strengen. For at kopiere den haltende streng skal polymerasen replikere bagud langs strengen til det oprindelige separationspunkt.
Replikering stopper derefter, bevæger sig op ad strengen og bevæger sig baglæns tilbage til det segment, der allerede er kopieret. En række afkoblede DNA-segmentkopier kaldet Okazaki fragmenter produceres fra den haltende streng.
DNA-ligase
Når DNA-replikation skrider frem, vil DNA-ligaseenzym sammenføjer Okazaki-fragmenterne i en kontinuerlig streng. Denne kombination af kontinuerlig syntese af den førende streng og stykkevis eller diskontinuerlig replikation af den haltende streng resulterer i to nye DNA-helixer, når segmenterne af den haltende streng er blevet samlet.
Hver ny dobbelt helix har en stamstreng fra det originale DNA-molekyle og en nyrepliceret streng, syntetiseret af DNA-polymerasen. Når replikation er afsluttet med succes, er der ingen forskel i de to kopier af det originale DNA-molekyle, skønt den ene blev afledt gennem kontinuerlig replikation, mens den anden havde diskontinuerlig DNA-replikation.