Replikace DNA: Porovnání verzí
Z WikiSkript
m (→Obecná charakteristika: překlep) |
m (odstranění nevhodných tagů) |
||
| Řádek 25: | Řádek 25: | ||
** '''Počet''' replikonů v buňce '''není konstantní''' → u rychle se množících buněk je jich více než u buněk množících se pomalu. | ** '''Počet''' replikonů v buňce '''není konstantní''' → u rychle se množících buněk je jich více než u buněk množících se pomalu. | ||
** Replikace '''neprobíhá na všech replikonech současně''' → obecně, v replikonech lokalizovaných v heterochromatinu, začíná později. | ** Replikace '''neprobíhá na všech replikonech současně''' → obecně, v replikonech lokalizovaných v heterochromatinu, začíná později. | ||
* Klíčovou roli při replikaci DNA mají [[enzym]]y zvané ''' | * Klíčovou roli při replikaci DNA mají [[enzym]]y zvané '''DNA polymerázy''': | ||
** U člověka se vyskytuje 5 druhů enzymů označovaných jako '''''DNA–dependentní DNA–polymerázy''''' (v živočišných buňkách pět typů). | ** U člověka se vyskytuje 5 druhů enzymů označovaných jako '''''DNA–dependentní DNA–polymerázy''''' (v živočišných buňkách pět typů). | ||
** Pro všechny typy DNA polymeráz platí: | ** Pro všechny typy DNA polymeráz platí: | ||
| Řádek 32: | Řádek 32: | ||
*** Potřebují mít k dispozici '''volný konec 3'''' nukleotidu, na který připojí '''fosfodiesterickou vazbou''' 5' místo nově zařazeného nukleotidu → nově zařazované nukleotidy jsou používány ve formě ''nukleotidtrifosfátů'' → odštěpením dvou makroergních vazeb je získávána potřebná energie pro uskutečnění vazby. | *** Potřebují mít k dispozici '''volný konec 3'''' nukleotidu, na který připojí '''fosfodiesterickou vazbou''' 5' místo nově zařazeného nukleotidu → nově zařazované nukleotidy jsou používány ve formě ''nukleotidtrifosfátů'' → odštěpením dvou makroergních vazeb je získávána potřebná energie pro uskutečnění vazby. | ||
** DNA polymeráza nemůže zahájit syntézu de novo, ale '''připojuje pouze nový nukleotid na 3'''' pozici nukleotidu předchozího. | ** DNA polymeráza nemůže zahájit syntézu de novo, ale '''připojuje pouze nový nukleotid na 3'''' pozici nukleotidu předchozího. | ||
* Aby DNA polymeráza mohla zahájit připojování nukleotidů nového vlákna DNA, musí být vodíkové můstky (tj. nízkoenergetické vazby mezi oběma vlákny) nejprve narušeny enzymem ''' | * Aby DNA polymeráza mohla zahájit připojování nukleotidů nového vlákna DNA, musí být vodíkové můstky (tj. nízkoenergetické vazby mezi oběma vlákny) nejprve narušeny enzymem '''primázou''' (= '''''DNA–dependentní RNA–polymeráza'''''). | ||
** Místa, kde tato narušení vzniknou, jsou označovány jako '''replikační počátky'''. | ** Místa, kde tato narušení vzniknou, jsou označovány jako '''replikační počátky'''. | ||
*** U [[bakterie|bakterií]] bychom takovýto počátek našli pouze jeden. | *** U [[bakterie|bakterií]] bychom takovýto počátek našli pouze jeden. | ||
| Řádek 38: | Řádek 38: | ||
** Primáza vytváří na začátku replikovaného úseku nového vlákna DNA krátký''' [[RNA]] primer („očko“)''' – na jeho 3' konec může DNA polymeráza připojit první nukleotid nového vlákna DNA. | ** Primáza vytváří na začátku replikovaného úseku nového vlákna DNA krátký''' [[RNA]] primer („očko“)''' – na jeho 3' konec může DNA polymeráza připojit první nukleotid nového vlákna DNA. | ||
* Vzhledem k tomu, že jsou obě vlákna DNA antiparalelní (konci 5' jednoho vlákna odpovídá konec 3' vlákna druhého) a vzhledem k tomu, že DNA polymeráza syntetizuje „jednosměrně“ (od 5' k 3'), může '''souvisle probíhat replikace pouze na jednom vlákně''': | * Vzhledem k tomu, že jsou obě vlákna DNA antiparalelní (konci 5' jednoho vlákna odpovídá konec 3' vlákna druhého) a vzhledem k tomu, že DNA polymeráza syntetizuje „jednosměrně“ (od 5' k 3'), může '''souvisle probíhat replikace pouze na jednom vlákně''': | ||
** Na tomto vlákně tedy replikace (kterou provádí ''δ – polymeráza'') probíhá rychleji a vlákno se označuje jako | ** Na tomto vlákně tedy replikace (kterou provádí ''δ – polymeráza'') probíhá rychleji a vlákno se označuje jako vlákno vedoucí. | ||
** Na druhém (opožděném) vlákně probíhá replikace '''po částech''' – tzv. '' | ** Na druhém (opožděném) vlákně probíhá replikace '''po částech''' – tzv. ''Okazakiho fragmentech'' ← replikace je zde pomalejší, je prováděna ''α – polymerázou'', která má primázovou aktivitu. | ||
* Na procesu replikace se kromě uvedených DNA polymeráz podílí řada enzymů, jejichž úlohou je: | * Na procesu replikace se kromě uvedených DNA polymeráz podílí řada enzymů, jejichž úlohou je: | ||
** '''rozvinout suprahelikální strukturu''' – ''' | ** '''rozvinout suprahelikální strukturu''' – '''gyráza'''; | ||
**''' rozvinout Watson – Crickovu dvoušroubovici''' – ''' | **''' rozvinout Watson – Crickovu dvoušroubovici''' – '''helikázy'''. | ||
* Poté, co jsou k předlohovým (templátovým) vláknům dosyntetizována vlákna nová, je replikace DNA dokončena. | * Poté, co jsou k předlohovým (templátovým) vláknům dosyntetizována vlákna nová, je replikace DNA dokončena. | ||
* DNA polymeráza udělá '''1 chybu''' asi '''na 10<sup>−7</sup> zreplikovaných bází''' (teoreticky mohou vznikat i dvojice G – T a A – C, jsou ovšem mnohem méně stabilní). | * DNA polymeráza udělá '''1 chybu''' asi '''na 10<sup>−7</sup> zreplikovaných bází''' (teoreticky mohou vznikat i dvojice G – T a A – C, jsou ovšem mnohem méně stabilní). | ||
* Navíc má DNA polymeráza sama '''korekční funkci''' (v případě chyby provádí i opravu, spočívající ve vystřižení a zařazení správné báze) ← touto metodou jsou pravděpodobně odstraněna i očka RNA a pak enzym ''' | * Navíc má DNA polymeráza sama '''korekční funkci''' (v případě chyby provádí i opravu, spočívající ve vystřižení a zařazení správné báze) ← touto metodou jsou pravděpodobně odstraněna i očka RNA a pak enzym '''ligáza''' spojí jednotlivé fragmenty do souvislého řetězce. | ||
<noinclude> | <noinclude> | ||
== Odkazy == | == Odkazy == | ||
Verze z 18. 1. 2011, 22:24
Replikace DNA je přenos informace z DNA do DNA. Je to tedy schopnost zajišťující dědičnost.
Obecná charakteristika
- Při replikaci vzniknou z jedné mateřské molekuly DNA dvě naprosto stejné dceřinné DNA – každá s jedním vláknem z původní DNA → jedná se tedy o semikonzervativní proces, kdy nově vzniklá dvoušroubovice má vždy jedno vlákno původní a druhé vlákno nově syntetizované.
- Uplatňuje se při rozmnožování, kdy zajišťuje identitu genetické informace obou dceřinných buněk.
- Pro rozmnožování je nezbytné, aby potomek dostal plnohodnotnou genetickou informaci.
- Rychlost replikace v živočišných buňkách se odhaduje na 0,5–0,15 μm/min ← je to opravdu pomalý proces, proto probíhá na více místech současně.
Proces replikace
- Místa, kde dochází k replikaci, se nazývají replikony.
- Počet replikonů v buňce není konstantní → u rychle se množících buněk je jich více než u buněk množících se pomalu.
- Replikace neprobíhá na všech replikonech současně → obecně, v replikonech lokalizovaných v heterochromatinu, začíná později.
- Klíčovou roli při replikaci DNA mají enzymy zvané DNA polymerázy:
- U člověka se vyskytuje 5 druhů enzymů označovaných jako DNA–dependentní DNA–polymerázy (v živočišných buňkách pět typů).
- Pro všechny typy DNA polymeráz platí:
- Potřebují matrici = vlákno, ke kterému podle pravidel komplementace bazí vytvářejí doplněk.
- Při své práci vždy postupují od konce 5' ke konci 3'.
- Potřebují mít k dispozici volný konec 3' nukleotidu, na který připojí fosfodiesterickou vazbou 5' místo nově zařazeného nukleotidu → nově zařazované nukleotidy jsou používány ve formě nukleotidtrifosfátů → odštěpením dvou makroergních vazeb je získávána potřebná energie pro uskutečnění vazby.
- DNA polymeráza nemůže zahájit syntézu de novo, ale připojuje pouze nový nukleotid na 3' pozici nukleotidu předchozího.
- Aby DNA polymeráza mohla zahájit připojování nukleotidů nového vlákna DNA, musí být vodíkové můstky (tj. nízkoenergetické vazby mezi oběma vlákny) nejprve narušeny enzymem primázou (= DNA–dependentní RNA–polymeráza).
- Místa, kde tato narušení vzniknou, jsou označovány jako replikační počátky.
- U bakterií bychom takovýto počátek našli pouze jeden.
- Lidská DNA vytváří replikačních počátků okolo 10 000 ← to jí také umožňuje zreplikovat se v poměrně krátké době.
- Primáza vytváří na začátku replikovaného úseku nového vlákna DNA krátký RNA primer („očko“) – na jeho 3' konec může DNA polymeráza připojit první nukleotid nového vlákna DNA.
- Místa, kde tato narušení vzniknou, jsou označovány jako replikační počátky.
- Vzhledem k tomu, že jsou obě vlákna DNA antiparalelní (konci 5' jednoho vlákna odpovídá konec 3' vlákna druhého) a vzhledem k tomu, že DNA polymeráza syntetizuje „jednosměrně“ (od 5' k 3'), může souvisle probíhat replikace pouze na jednom vlákně:
- Na tomto vlákně tedy replikace (kterou provádí δ – polymeráza) probíhá rychleji a vlákno se označuje jako vlákno vedoucí.
- Na druhém (opožděném) vlákně probíhá replikace po částech – tzv. Okazakiho fragmentech ← replikace je zde pomalejší, je prováděna α – polymerázou, která má primázovou aktivitu.
- Na procesu replikace se kromě uvedených DNA polymeráz podílí řada enzymů, jejichž úlohou je:
- rozvinout suprahelikální strukturu – gyráza;
- rozvinout Watson – Crickovu dvoušroubovici – helikázy.
- Poté, co jsou k předlohovým (templátovým) vláknům dosyntetizována vlákna nová, je replikace DNA dokončena.
- DNA polymeráza udělá 1 chybu asi na 10−7 zreplikovaných bází (teoreticky mohou vznikat i dvojice G – T a A – C, jsou ovšem mnohem méně stabilní).
- Navíc má DNA polymeráza sama korekční funkci (v případě chyby provádí i opravu, spočívající ve vystřižení a zařazení správné báze) ← touto metodou jsou pravděpodobně odstraněna i očka RNA a pak enzym ligáza spojí jednotlivé fragmenty do souvislého řetězce.
Odkazy
Související články
Zdroj
ŠTEFÁNEK, Jiří. Medicína, nemoci, studium na 1. LF UK [online]. [cit. 11. 2. 2010]. <http://www.stefajir.cz>.
