Forcella di replica

Masur basato su Gluon (versione spagnola di Alejandro Porto). Wikimedia Commons.

IL Forcella di replica È il punto in cui si verifica la replicazione del DNA, è anche chiamato punto di crescita. Ha una Y e, man mano che la replica, la forcella viene spostata dalla molecola di DNA.

La replicazione del DNA è il processo cellulare che coinvolge la duplicazione del materiale genetico nella cellula. La struttura del DNA è una doppia elica e per replicarne il contenuto, deve essere aperta. Ognuno dei fili farà parte della nuova catena di DNA, poiché la replica è un processo semi -defom.

La forcella di replica è appena formata tra l'unione tra il modello appena separato o le catene di stampo e il DNA duplex che non è ancora raddoppiato. Quando si avvia la replica del DNA, uno dei fili può essere facilmente raddoppiato, mentre l'altra catena affronta un problema di polarità.

L'enzima responsabile della polimerizzazione della catena - DNA polimerasi - sintetizza solo il filamento di DNA in direzione 5 '-3'. Pertanto, un filo è continuo e l'altro subisce una replicazione discontinua, generando frammenti di Okazaki.

Forcella di replica e replica

Il DNA è la molecola che mantiene le informazioni genetiche necessarie di tutti gli organismi viventi - ad eccezione di alcuni virus.

Questo enorme polimero composto da quattro diversi nucleotidi (A, T, G e C) risiede nel nucleo degli eucarioti, in ciascuna delle cellule che costituiscono i tessuti di questi esseri (tranne nei globuli rossi maturi dei mammiferi, che Mancanza di nucleo).

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Ogni volta che una cellula è divisa, il DNA deve essere replicato per essere in grado di originare una cellula figlia con materiale genetico.

Replica unidirezionale e bidirezionale

La replica può essere unidirezionale o bidirezionale, a seconda della formazione della forcella di replica nel punto di origine.

Logicamente, nel caso della replica in una direzione, si forma solo una forchetta, mentre due forche sono formate nella replica bidirezionale.

Enzimi coinvolti

Per questo processo, è necessario un meccanismo enzimatico complesso, che funziona rapidamente e che può replicare il DNA con precisione. Gli enzimi più importanti sono il DNA polimerasi, il DNA Prima, il DNA dell'elicasi, il DNA ligasa e la topoisomerasi.

Inizio della replica e della formazione della forcella

La replicazione del DNA non inizia alcun luogo casuale nella molecola. Ci sono regioni specifiche nel DNA che segnano l'inizio della replicazione.

Nella maggior parte dei batteri, il cromosoma batterico ha un singolo punto di partenza ricco di. Questa composizione è logica, poiché facilita l'apertura della regione (le coppie sono unite da due ponti idrogeno, mentre la coppia GC di tre).

Mentre il DNA inizia ad aprire, si forma una struttura a forma di Y: la forcella di replica.

Allungamento e movimento del mepque

DNA polimerasi non può iniziare la sintesi di figlie da zero. Hai bisogno di una molecola che abbia un'estremità di 3'F che la polimerasi ha dove iniziare la polimerizzazione.

Questa fine libera 3 'è offerta da una piccola molecola nucleotidica chiamata first o primer. Il primo funge da una specie di gancio per la polimerasi.

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Con il corso della replica, la forcella di replica ha la capacità di mobilitare in tutto il DNA. Il passaggio della forcella di replica lascia due molecole di DNA a banda singola che dirigono la formazione di figlie a doppia banda.

La forchetta può avanzare grazie all'azione degli enzimi elicasi che svolgono la molecola di DNA. Questo enzima rompe i ponti idrogeno tra le coppie di basi e consente lo spostamento del fork.

Terminazione

La replica viene terminata quando le due forche sono a 180 ° C di origine.

In questo caso, parliamo di come il processo di replicazione nei batteri scorre ed è necessario evidenziare l'intero processo di torsione della molecola circolare che implica la replicazione. Topoisomerasi ha un ruolo rilevante nel disboscamento della molecola.

La replicazione del DNA è semi -conservato

Ti sei chiesto come si verifica la replica nel DNA? Cioè, dalla doppia elica che deve sorgere un'altra doppia elica, ma come accade? Per diversi anni, questa è stata una domanda aperta tra i biologi. Potrebbero esserci diverse permutazioni: due vecchi fili insieme e due nuovi insieme, o una nuova e una donna anziana per formare la doppia elica.

Nel 1957, questa domanda fu risolta dai ricercatori Matthew Meselson e Franklin Stahl. Il modello di replica proposto dagli autori era la protezione semi -semi.

Meselson e Stahl hanno dichiarato che il risultato della replicazione sono due molecole a doppia elica del DNA. Ciascuna delle molecole risultanti è composta da un vecchio filamento (dalla madre o dalla molecola iniziale) e da un nuovo fila.

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Il problema della polarità

Come funziona la polimerasi?

L'elica di DNA è formata da due catene che corrono antiparalle: una è in 5'-3 'e un'altra direzione 3'-5'.

L'enzima più importante del processo di replica è la DNA polimerasi, che è responsabile della catalizzazione dell'unione di nuovi nucleotidi che verranno aggiunti alla catena. Il DNA polimerasi può estendere la catena solo in direzione 5'-3 '. Questo fatto ostacola la duplicazione simultanea delle catene nella forcella di replica.

Perché? L'aggiunta dei nucleotidi si verifica all'estremità libera 3'DE è un gruppo idrossilico (-OH). Pertanto, solo una delle catene può essere facilmente amplificata dall'aggiunta del terminale nucleotidico alla fine 3 '. Questo è chiamato filo conduttivo o continuo.

Produzione di frammenti di Okazaki

L'altro filo non può allungare, perché l'estremità libera è 5 'e non la polimerasi 3' e nessuna catalizza l'aggiunta di nucleotidi alla fine 5 '. Il problema viene risolto con la sintesi di più frammenti corti (da 130 a 200 nucleotidi), ciascuno nella direzione normale della replicazione da 5 a 3 '.

Questa sintesi discontinua di frammenti, termina con l'unione di ciascuna delle parti, reazioni catalizzate dal DNA ligasi. In onore dello scopritore di questo meccanismo, Reiji Okazaki, i piccoli segmenti sintetizzati sono chiamati frammenti di Okazaki.

Riferimenti

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,... e Walter, P. (2015). Biologia cellulare essenziale. Scienze della ghirlanda.
2. Cooper, g. M., & Hausman, R. E. (2004). La cellula: avvicinamento molecolare. Medicinska Naklada.