Реплікація ДНК - основні етапи
Реплікація ДНК - процес біосинтезу дезоксирибонуклеїнової кислоти. Матеріалом для біосинтезу ДНК є аденозин-, гуанозін- цітідін- і тімідінтріфосфорная кислота або АТФ, ГТФ, ЦТФ і ТТФ.
Механізм реплікації ДНК
Біосинтез здійснюється за наявності так званої «затравки» - деякої кількості однониткової трансформованої дезоксирибонуклеїнової кислоти і каталізатора. В якості каталізатора виступає ДНК-полімераза. Даний фермент бере участь у з'єднанні нуклеотидних залишків. За одну хвилину з'єднується більше 1000 нуклеотидних залишків. Нуклеотидні залишки в молекулі фрагмента дезоксирибонуклеїнової кислоти з'єднані між собою 3 ', 5'-фосфодіефірнимі зв'язками. ДНК-полімераза каталізує приєднання залишків мононуклеотидів до вільного 3-гідроксильного кінця трансформованої дезоксирибонуклеїнової кислоти. Спочатку синтезуються невеликі частини молекули ДНК. Вони піддаються дії ДНК-лігази і утворюють більш довгі фрагменти дезоксирибонуклеїнової кислоти. Обидва фрагмента локалізуються в ядрах клітин. Перетворена дезоксирибонуклеїнова кислота використовується як точка зростання майбутньої молекули ДНК і є також матрицею, на якій утворюється антипаралельними ланцюг дезоксирибонуклеїнової кислоти, яка ідентична трансформованої ДНК за будовою і послідовності розміщення нуклеотидних залишків. Реплікація ДНК відбувається під час інтерфази митотического поділу клітини. Дезоксирибонуклеїнова кислота концентрується в хромосомах і хроматині. Після формування односпіральной дезоксирибонуклеїнової кислоти утворюється її вторинна і третинна структури. Дві нитки дезоксирибонуклеїнової кислоти з'єднуються між собою водневими зв'язками за правилом комплементарності. Реплікація ДНК відбувається в ядрах клітин.
Матеріалом для біосинтезу різних груп і видів РНК є макроергічні сполуки: АТФ, ГТФ, ЦТФ і ТТФ. Рибонуклеїнова кислота може синтезуватися в них за участю одного з трьох зазначених фрагментів: ДНК-залежної РНК-полімерази, полинуклеотид-нуклеотіділтрансферази і РНК-залежної РНК-полімерази. Перша з них міститься в ядрах всіх клітин, відкрита також в мітохондріях. РНК синтезується на ДНК-матриці при наявності рибонуклеозидтрифосфатов, іонів Мангана і Магнію. Утворюється молекула РНК, комплементарная ДНК-матриці. Для того, щоб відбулася реплікація ДНК в ядрах утворюються р-РНК, т-РНК, і-РНК-і РНК-затравки. Перші три транспортуються в цитоплазму, де і беруть участь в біосинтезі білка.
Реплікація ДНК відбувається майже також як і трансляція дезоксирибонуклеїнової кислоти. Передача, а також збереження спадкової інформації здійснюється у два етапи: транскрипція і трансляція. Що ж таке ген? Ген - це матеріальна одиниця, яка є частиною молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти (РНК у деяких вірусів). Міститься в хромосомах ядер клітин. Генетична інформація передається від ДНК через РНК до білка. Транскрипція здійснюється в клітинному ядрі і полягає в синтезі і-РНК на ділянках молекули дезоксирибонуклеїнової кислоти. Слід сказати, що послідовність нуклеотидів дезоксирибонуклеїнової кислоти «переписується» в нуклеотидну послідовність молекули і-РНК. РНК-полімераза приєднується до відповідної ділянки ДНК, «розплітає» її подвійну спіраль і копіює структуру дезоксирибонуклеїнової кислоти, приєднуючи нуклеотиди за принципом комплементарності. У міру переміщення фрагмента ланцюг синтезованої РНК віддаляється від матриці, а подвійна спіраль ДНК позаду ферменту відразу ж відновлюється. Якщо РНК-полімераза досягає кінця копірованного ділянки, РНК віддаляється від матриці в каріоплазма, після чого переміщається в цитоплазму, де і бере участь у біосинтезі білка.
Під час трансляції послідовність розміщення нуклеотидів в молекулі і-РНК переводиться в послідовність амінокислотних залишків у білковій молекулі. Цей процес відбувається в цитоплазмі, і-РНК тут об'єднується, і утворюється полісома.