Replikácia DNA

 

 

REPLIKÁCIA DNA = proces biosyntézy ( zdvojenia ) DNA v živých organizmoch

Je SEMIKONZERVATÍVNA – materská 2-špirála sa rozvinie a na matrici každého z reťazcov sa komplementárne syntetizujú dcérske reťazce, takže vzniknutá 2-závitnica má 1 vlákno pôvodné a 1 vlákno novonasyntetizované (De novo).

Je podmienkou pre odovzdávanie GI z bunky do bunky a je najdôležitejšou vlastnosťou DNA.

Prebieha synchrónne s delením bunky, v S fáze mitózy.

 

 

VŠEOBECNÁ ROVNICA REPLIKÁCIE

 

( dATP )n                                                                                            ( dAMP )n                                                                                                                                         ‌‌‌|

      +                                                                                                               ‌

( dCTP )n                                                                                            ( dCMP )n

      +                       + DNA                        →                                                   |

(dGTP)n            ( matrica, templát )        ↑                                     ( dGMP )n

      +                                                   DNA polymeráza                          |

( dTTP )n                                             Mg 2+                                                   ( dTMP )n

 

MECHANIZMUS REPLIKÁCIE

  1. Identifikácia miesta OR ( miesta začiatku replikácie ) pomocou β-podjednotky DNA polymerázy, tzv. KOPOLYMERÁZY III.
  2. Rozpletávanie duplexu DNA pomocou rozpletávacích enzýmov HELIKÁZA a GYRÁZA a zabezpečenie potrebnej vzdialenosti medzi jednotlivými reťazcami         ( DNA – VAZOBNÁ BIELKOVINA )
  3. Tvorba krátkych úsekov RNA, tzv. PRIMEROV pomocou enzýmu PRIMÁZA
  4. Iniciácia tvorby nového komplementárneho reťazca naväzovaním komplementárnych deoxyribonukleotidov na voľnú 3´OH skupinu primerových RNA pôsobením DNA POLYMERÁZY III.
  5. Predlžovanie ( elongácia ) nového reťazca DNA, t.j. syntéza Okazakiho fragmentov pomocou DNA POLYMERÁZY III.
  6. Odštiepenie úsekov RNA pôsobením DNA POLYMERÁZY I.
  7. Vzniknuté medzery medzi Okazakiho fragmentami dosyntetizuje DNA POLYMERÁZA I., čo umožní vzájomné priblíženie sa fragmentov DNA a ich kovalentné spojenie zabezpečí DNA LIGÁZA v prítomnosti ATP
  8. Tvorba závinice DNA a terminácia replikácie

 

Helikázy rozpletávajú rýchlosťou 4 500 otáčok za minútu.

DNA väzobná bielkovina znemožňuje spätnú tvorbu väzieb medzi komplementárnymi bázami.

Tvorba nového reťazca DNA vyžaduje prítomnosť primeru ( malý úsek RNA ), ktorý plní funkciu iniciátora.

Polymerizácia prebieha VŽDY v smere 5´→ 3´

Jeden reťazec DNA sa syntetizuje neprerušovane, kontinuálne, v smere rozpletávania 2-závitnice = VEDÚCE VLÁKNO

Druhý reťazec sa syntetizuje prerušovane, na viacerých miestach súčasne, pomocou Okazakiho fragmentov = ONESKORUJÚCE SA VLÁKNO

Veľkosť Okazakiho fragmentov:

·        Prokaryonty: 1 000 – 2 000 nukleotidov

·        Eukaryonty: 150 – 200 nukleotidov

DNA polymeráza I. štiepi úseky RNA, lebo nie sú komplementárne, a tým vznikajú medzery

Medzery sú vyplnené komplementárnymi nulkeotidmi a spájané ligázou do 1 reťazca v smere 5´→ 3´

 

FOREX