Replikation i biologi är en viktig molekylär process av kroppsceller

Nukleinsyror spelar en viktig roll iunderhåll av vital aktivitet hos celler av levande organismer. En viktig representant för denna grupp av organiska föreningar är DNA, som bär all genetisk information och ansvarar för manifestationen av de nödvändiga egenskaperna.

Vad är replikation?

Vid celldelning är det nödvändigt att ökaantalet nukleinsyror i kärnan, så att det inte finns någon förlust av genetisk information i processen. I biologi är replikation dubbelarbete av DNA genom syntes av nya kedjor.

Huvudmålet med denna process är att överföra den genetiska informationen till dottercellerna i oförändrad form utan några mutationer.

Enzymer och replikationsproteiner

Att dubblera en DNA-molekyl kan jämföras med någonmetabolisk process i en cell för vilken lämpliga proteiner behövs. Eftersom i biologi replikation är en viktig komponent i celldelning är följaktligen många hjälppeptider involverade här.

• DNA-polymeras är det viktigaste reduplikationsenzymet,som är ansvarig för syntesen av dotterkedjan av deoxiribonukleinsyra. I cytoplasman av celler under replikationsprocessen är närvaron av nuklein-trifosfater, som innehåller alla nukleiska baser, obligatorisk.

Dessa baser är nukleinsyra-monomerersyra, så hela kedjan av molekylen är konstruerad från dem. DNA-polymeras är ansvarig för monteringsprocessen i rätt ordning, annars oundviklig förekomst av alla slags mutationer.

• Prymaza är ett protein som ansvarar förbildning av en primer på mall-DNA-strängen. Denna primer kallas också en primer, den har strukturen av RNA. För DNA-polymerasenzymet är närvaron av initiala monomerer viktiga, varifrån ytterligare syntes av hela polynukleotidkedjan är möjlig. Denna funktion utförs av primern och dess motsvarande enzym.
• Helicas (helikas) bildar en replikationsgaffel, vilken är skillnaden mellan matriskedjorna genom att bryta vätebindningarna. Så det är lättare för polymeraser att närma sig molekylen och börja syntesen.
• Topoisomeras. Om vi ​​föreställer oss en DNA-molekyl i form av ett vridet rep, när polymeraset rör sig längs kedjan, kommer en positiv spänning att bildas på grund av stark vridning. Detta problem löses av topoisomeras, ett enzym som bryter kedjan under en kort tid och vecklar hela molekylen ut. Därefter sys den skadade platsen igen, och DNA upplever inte spänning.
• Ssb-proteiner, som kluster, fäster vid DNA-strängar i en replikationsgaffel för att förhindra ombildningen av vätebindningar före slutet av reduplikationsprocessen.
• Ligas. Enzymets funktion är att tvärbinda fragmenten av Ozakaki på DNA-molekylens släpkedja. Detta sker genom att skära ut primrarna och inkorporerar de nativa monomererna av deoxiribonukleinsyra i deras ställe.

I biologi är replikation ett komplexen multistep-process, vilket är extremt viktigt vid celldelning. Därför är användningen av olika proteiner och enzymer nödvändig för effektiv och korrekt syntes.

Reduktionsmekanism

Det finns 3 teorier som förklarar DNA-fördubblingsprocessen:

1. Konservativ hävdar att en dotternukleinsyramolekyl är av en matrisenhet och den andra syntetiseras fullständigt från början.
2. Semikonservativet föreslås av Watson och Crick och bekräftades 1957 i experiment på E. Coli. Denna teori säger att båda dotterns DNA-molekyler har en gammal kedja och en ny syntetiserad.
3. Spridningsmekanismen är baserad på teorin om att dottermolekyler har hela längden av alternerande sektioner, som består av både gamla och nya monomerer.

Nu har en semikonservativ modell visat sig vetenskapligt. Vad är replikation på molekylär nivå? Vid början av helikasen bryts DNA-molekylens vätebindningar och öppnar sålunda båda kedjorna för polymerasenzymet. Den senare, efter bildandet av primrarna, börjar syntesen av nya kedjor i 5'-3'-riktningen.

Egenskapen för antiparallelism av DNA är huvuddelenorsaken till bildandet, ledande och släpande kedjor. På den ledande kedjan rör DNA-polymeraset kontinuerligt, och vid lagring bildas fragment av Okaucasia, som i framtiden kommer att kombineras med ligas.

Funktioner för replikering

Hur många DNA-molekyler i kärnan efter replikation? Processen i sig innebär en fördubbling av cellens genetiska uppsättning, så i den syntetiska perioden av mitos har den diploida uppsättningen dubbelt så många DNA-molekyler. En sådan post är vanligen märkt som 2n 4c.

Förutom den biologiska betydelsen av replikation, forskarehittade tillämpningen av processen inom olika områden av medicin och vetenskap. Om det i repliken är en duplicering av DNA i laboratoriet används multiplikation av nukleinsyramolekyler för att skapa flera tusen kopior.

Denna metod kallades polymeraskedjereaktion (PCR). Mekanismen för denna process liknar replikation in vivo, därför används liknande enzymer och buffersystem för dess kurs.

rön

Replikation har en viktig biologisk betydelseför levande organismer. Överföringen av genetisk information i celldelning är inte utan dubblering av DNA-molekyler, därför är det samordnade arbetet med enzymer viktigt i alla steg.