Replikace DNA: Porovnání verzí
Z WikiSkript
m (odkazy) |
m (+odkazy, drobnosti) |
||
| Řádek 1: | Řádek 1: | ||
Replikace je přenos informace z DNA do DNA, je to schopnost zajišťující dědičnost; | '''Replikace DNA''' je přenos informace z [[DNA]] do DNA, je to schopnost zajišťující dědičnost; | ||
*při replikaci vzniknou z jedné mateřské molekuly DNA dvě naprosto stejné DNA dceřinné (každá s jedním vláknem z původní DNA - jedná se o semikonzervativní proces, kdy nově vzniklá dvoušroubovice má vždy jedno vlákno původní a druhé vlákno nově syntetizované) | *při replikaci vzniknou z jedné mateřské molekuly DNA dvě naprosto stejné DNA dceřinné (každá s jedním vláknem z původní DNA - jedná se 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. | *uplatňuje se při rozmnožování, kdy zajišťuje identitu genetické informace obou dceřinných buněk. Pro rozmnožování je nezbytné, aby potomek dostal plnohodnotnou genetickou informaci. | ||
| Řádek 5: | Řádek 5: | ||
*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 | *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 | *replikace neprobíhá na všech replikonech současně, obecně v replikonech lokalizovaných v heterochromatinu začíná později | ||
*klíčovou roli při replikaci DNA mají | *klíčovou roli při replikaci DNA mají [[enzym]]y zvané '''DNA polymerasy'''. U člověka se vyskytuje 5 druhů enzymů označované jako DNA dependentní DNA polymerasy (v živočišných buňkách pět typů) | ||
pro všechny typy DNA polymeras platí: | pro všechny typy DNA polymeras platí: | ||
**potřebují matrici = vlákno, ke kterému podle pravidel komplementace bazí vytvářejí doplněk | **potřebují matrici = vlákno, ke kterému podle pravidel komplementace bazí vytvářejí doplněk | ||
| Řádek 11: | Řádek 11: | ||
**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 polymerasa nemůže zahájit syntézu de novo, ale připojuje pouze nový nukleotid na 3´ pozici nukleotidu předchozího | *DNA polymerasa 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 ( | *aby DNA polymeráza mohla zahájit připojování nukleotidů nového vlákna DNA, musí být vodíkové můstky (tj. nízkoenergetické vazby mezi oběma vlákny) nejprve narušeny enzymem '''primasou''' (= DNA dependentní RNA polymerasa). Místa kde tato narušení vzniknou jsou označovány jako '''replikační počátky'''. U [[bakterie|bakterií]] bychom takovýto počátek našli pouze jeden. | ||
*lidská DNA vytváří replikačních počátků okolo 10 000. To jí umožňuje zreplikovat se také v poměrně krátké době. | *lidská DNA vytváří replikačních počátků okolo 10 000. To jí umožňuje zreplikovat se také v poměrně krátké době. | ||
*primasa vytváří na začátku replikovaného úseku nového vlákna DNA krátký RNA primer („očko“). Na jeho 3´konec může DNA polymerasa připojit první nukleotid nového vlákna DNA | *primasa vytváří na začátku replikovaného úseku nového vlákna DNA krátký [[RNA]] primer („očko“). Na jeho 3´konec může DNA polymerasa 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 polymerasa syntetizuje „jednosměrně“ (od 5´ k 3´), může souvisle probíhat replikace pouze na jednom vlákně. Na tomto vlákně replikace (kterou provádí δ-polymerasa) probíhá rychleji a vlákno se označuje jako vlákno vedoucí | *vzhledem k tomu, že jsou obě vlákna DNA antiparalelní (konci 5´jednoho vlákna odpovídá konec 3´ vlákna druhého) a vzhledem k tomu, že DNA polymerasa syntetizuje „jednosměrně“ (od 5´ k 3´), může souvisle probíhat replikace pouze na jednom vlákně. Na tomto vlákně replikace (kterou provádí δ-polymerasa) probíhá rychleji a vlákno se označuje jako vlákno vedoucí | ||
*na druhém (opožděném) vlákně probíhá replikace po částech – tzv. '''Okazakiho fragmentech'''. Replikace je pomalejší, je prováděna α-polymerasou, která má primasovou aktivitu | *na druhém (opožděném) vlákně probíhá replikace po částech – tzv. '''Okazakiho fragmentech'''. Replikace je pomalejší, je prováděna α-polymerasou, která má primasovou aktivitu | ||
*Na procesu replikace se kromě uvedených DNA polymeras podílí řada enzymů, jejichž úlohou je rozvinout suprahelikální strukturu ('''gyrasa'''), rozvinout Watson-Crickovu dvoušroubovici ('''helikasy''') | *Na procesu replikace se kromě uvedených DNA polymeras podílí řada enzymů, jejichž úlohou je rozvinout suprahelikální strukturu ('''gyrasa'''), rozvinout Watson-Crickovu dvoušroubovici ('''helikasy''') | ||
*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 | *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 sama korekční funkci (v případě chyby provádí i opravu, spočívající ve vystřižení a zařazení správné base). Touto metodou jsou pravděpodobně odstraněna i očka RNA a pak enzym '''ligasa''' spojí jednotlivé fragmenty do souvislého řetězce. | ||
<noinclude> | <noinclude> | ||
== Odkazy == | == Odkazy == | ||
Verze z 24. 3. 2010, 22:09
Replikace DNA je přenos informace z DNA do DNA, je to schopnost zajišťující dědičnost;
- při replikaci vzniknou z jedné mateřské molekuly DNA dvě naprosto stejné DNA dceřinné (každá s jedním vláknem z původní DNA - jedná se 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
- 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 polymerasy. U člověka se vyskytuje 5 druhů enzymů označované jako DNA dependentní DNA polymerasy (v živočišných buňkách pět typů)
pro všechny typy DNA polymeras 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 polymerasa 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 primasou (= DNA dependentní RNA polymerasa). 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 umožňuje zreplikovat se také v poměrně krátké době.
- primasa vytváří na začátku replikovaného úseku nového vlákna DNA krátký RNA primer („očko“). Na jeho 3´konec může DNA polymerasa 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 polymerasa syntetizuje „jednosměrně“ (od 5´ k 3´), může souvisle probíhat replikace pouze na jednom vlákně. Na tomto vlákně replikace (kterou provádí δ-polymerasa) probíhá rychleji a vlákno se označuje jako vlákno vedoucí
- na druhém (opožděném) vlákně probíhá replikace po částech – tzv. Okazakiho fragmentech. Replikace je pomalejší, je prováděna α-polymerasou, která má primasovou aktivitu
- Na procesu replikace se kromě uvedených DNA polymeras podílí řada enzymů, jejichž úlohou je rozvinout suprahelikální strukturu (gyrasa), rozvinout Watson-Crickovu dvoušroubovici (helikasy)
- 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 sama korekční funkci (v případě chyby provádí i opravu, spočívající ve vystřižení a zařazení správné base). Touto metodou jsou pravděpodobně odstraněna i očka RNA a pak enzym ligasa spojí jednotlivé fragmenty do souvislého řetězce.
Odkazy
Související články
Reference
Nekompletní citace webu. ŠTEFÁNEK, Jiří. Medicína, nemoci, studium na 1. LF UK [online]. <http://www.stefajir.cz>.
