Hvordan replikeres DNA i kernen?

DNA-replikation i kernen:En trin-for-trin-guide

DNA -replikation er en kompleks proces, der sikrer den trofaste duplikering af det genetiske materiale før celledeling. Dette forekommer inden for kernen i eukaryotiske celler og involverer flere centrale trin:

1. Oprindelsesgenkendelse og afvikling:

* Replikation begynder på specifikke steder kaldet Origins of Replication . Disse er rige på sekvenser, som er lettere at adskille på grund af deres svagere brintbindinger.

* initiatorproteiner Bind til disse oprindelser, markerer starten af replikation.

* helikase Enzymer slapper derefter af DNA -dobbelthelixen og bryder brintbindingerne mellem basisparene.

* enkeltstrengbindende proteiner (SSBS) Stastiser de adskilte strenge og forhindrer dem i at genanvende.

2. Primersyntese:

* primase syntetiserer en kort RNA -primer, der tilvejebringer en fri 3 'hydroxylgruppe til DNA -polymerase til at initiere syntese.

* Denne primer er komplementær til skabelonstrengen og giver mulighed for tilsætning af nye nukleotider.

3. Forlængelse af DNA -polymerase:

* DNA -polymerase , et nøgleenzym i replikation, binder til skabelonstrengen og primeren.

* Det tilføjer nukleotider til den 3 'ende af primeren efter basisparringsreglerne (A med T og C med G).

* DNA -polymerase kan kun tilføje nukleotider i 5 'til 3' retning, hvilket fører til en kontinuerlig streng kaldet førende streng .

4. Hængende strengsyntese:

* På den anden streng, kaldet hængende streng , replikation forekommer diskontinuerligt på grund af 5 'til 3' retningsforhold af DNA -polymerase.

* Korte fragmenter af DNA, kaldet okazaki fragmenter , syntetiseres i 5 'til 3' retning ved anvendelse af RNA -primere.

* Hvert Okazaki -fragment forbindes derefter til det næste fragment med DNA -ligase .

5. Korrekturlæsning og reparation:

* DNA -polymerase har en korrekturlæsningsaktivitet Det giver det mulighed for at fjerne og udskifte uoverensstemmende nukleotider, hvilket sikrer nøjagtighed.

* Andre reparationsmekanismer, såsom Mismatch Repair, forbedrer yderligere fideliteten af replikation.

6. Opsigelse:

* Replikation slutter, når to replikationsgaffler mødes, og afslutter kopieringen af hele DNA -molekylet.

* RNA -primere fjernes og erstattes med DNA med DNA -polymerase I .

7. Sidste trin:

* DNA -ligase Tilslutter de resterende huller mellem Okazaki -fragmenterne på den hængende streng og skaber et kontinuerligt DNA -molekyle.

* De nyligt syntetiserede DNA -molekyler såres derefter i kromatin , komplekset af DNA og proteiner, der udgør kromosomer.

nøgleenzymer og proteiner:

* Initiatorproteiner: Genkende og binde til replikations oprindelse.

* helikase: Afvikler DNA -dobbelt helix.

* enkeltstrengbindende proteiner (SSBS): Stabilisere de adskilte tråde.

* primase: Syntetiserer RNA -primere.

* DNA -polymerase: Tilføjer nukleotider til den 3 'ende af primeren.

* DNA -ligase: Slutter sig til Okazaki -fragmenter på den hængende streng.

Generelt er DNA -replikation en meget reguleret og præcis proces, der sikrer den trofaste duplikering af det genetiske materiale, der muliggør celledeling og transmission af genetisk information til kommende generationer.