Replikacja DNA – przebieg procesu (role enzymów)
Zastanawiasz się, na czym polega replikacja DNA? Wiedza w podręczniku pozostaje dla Ciebie niezrozumiała, a zaliczenia i matura coraz bliżej? Znamy sposób, który jest w stanie Ci pomóc. Codzienna nauka biologii może przyprawić nas o niezły ból głowy. Jeśli jednak zamierzasz zdać egzamin dojrzałości z satysfakcjonującym wynikiem, w takich sytuacjach jak ta warto dać z siebie wszystko. Czasem, kiedy nauka z podręcznika i szkolnego zeszytu kompletnie Ci nie idzie, zachęcamy do zapoznania się z naszą notatką. Sami wielokrotnie analizowaliśmy proces replikacji wraz z jego etapami i przebiegiem. Dlatego też postanowiliśmy, że wykorzystamy nie tylko naukę, ale również nasze świadome pojęcie do tego tematu. Jeśli w trakcie analizowania treści okaże się, że z innymi zagadnieniami z biologii masz również problem – warto sprawdzić pozostałe wpisy, jakie do tej pory przygotowaliśmy.
Czym jest replikacja DNA?
Zabrzmiało jak pytanie na kartkówce? Spokojnie, tutaj nikt nie będzie Cię z niczego odpytywał, a jedynie poszerzał wiedzę. Otóż sam proces replikacji to sposób na powielanie materiału genetycznego, czyli DNA. Okay, ta definicja nie była taka trudna, prawda? W końcu logiczne jest, że replikacja doprowadza do tego, że danego replikowanego elementu jest po prostu więcej. Tak również dzieje się w Twoich komórkach w przypadku procesu replikowania, czyli inaczej powielania materiału genetycznego (DNA). Niestety, to nie wszystko. Warto wiedzieć więcej, chociażby dlatego, że temat Cię bezpośrednio dotyczy, a jego elementy pozostają szalenie interesujące.
>> Chcesz dobrze zdać maturę z biologii? Zobacz ebook Genetyka
Proces powielania DNA zachodzi w taki sposób, że kiedy mamy do dyspozycji jedną cząsteczkę DNA to następuje powstanie dwóch identycznych kopii. Aby proces replikacji mógł być prawidłowo przeprowadzony podwójna helisa, która tworzy nić materiału genetycznego, musi zostać rozpleciona. W ten sposób pojedyncze nici mogą swobodnie czekać na dobudowanie do każdej z nich nowej nici. Nici te są komplementarne, a starsza z nich służy jako matryca. Właśnie poznałeś proces, który w Twoim podręczniku został nazwany replikacją semikonserwatywną. Czy jest w nim dużo filozofii? Jak widać nie. Po prostu z podwójnej helisy, która zostaje rozpleciona na pojedyncze nici (matryce), powstają dwie nowe. Każda z nich ma jedną starą nić.
Dlaczego replikacja DNA jest procesem endoenergicznym?
Endo czyli do wewnątrz, pamiętasz? To znaczy, że w trakcie dokonywania procesu powielania materiału genetycznego, potrzeb energii, która to zostanie dostarczona z zewnątrz. Do czego posłuży? Jej dostarczenie pozostaje niezbędne ze względu na wytworzenie wiązań fosfolipidowych.
Powstają one, jak wiesz, pomiędzy grupą OH cukru (deoksyrybozy) a resztą kwasu fosforowego. Cząsteczki DNA są budowane przez nukleotydy z monofosforanami. Aby doszło do jego syntezy, niezbędne pozostają trifosforany. Skąd czerpie się energię? Po prostu powstaje ona z rozerwania dwóch wysokoenergetycznych wiązań.
Jak przebiega replikacja?
Skoro sam proces jest tak ciekawy, warto dowiedzieć się o nim nieco więcej. Pierwszym jego etapem pozostaje inicjacja. Powstają wówczas miejsca inicjacji replikacji (MIR). W tym momencie enzym helikaza powoduje hydrolizę wiązań wodorowych. Wiązania te są zlokalizowane pomiędzy zasadami azotowymi. W efekcie następuje rozplatanie nici DNA i powstanie oczka replikacyjnego. Następnie w procesie uczestniczą widełki replikacyjne. Ich działalność polega na przesuwaniu się od 3’ do 5’. Na początku tworzenia nowej nici konieczna jest działalność prymazy. Umożliwia ona syntezowanie starterów. Uczestnictwo enzymu polimerazy pozostaje bardzo istotne. Pozwala on na przyłączenie kolejnych nukleotydów z nowej nici. Replikacja bazuje również na elongacji, która pozwala na wydłużenie nowej nici. W tym momencie, ze względu na to, że polimeraza potrafi poruszać się tylko w jednym kierunku, następuje zakwalifikowanie nici do nici wiodącej i opóźnionej. W przypadku drugiej nici jej powstanie jest związane z etapami, które noszą nazwę fragmentów Okazaki. Ostatni etap to terminacja. Następuje usunięcie helikazy i starterów. Polimeraza wstawia w te miejsca komplementarne nukleotydy. Dobudowane fragmenty łączą się za sprawą ligazy.
