Dom Poslovni plan Prezentacija na temu "Replikacija DNA". Prezentacija DNK i RNK za sat biologije (10. razred) na temu Prezentacija na temu Replikacija DNK

Prezentacija na temu "Replikacija DNA". Prezentacija DNK i RNK za sat biologije (10. razred) na temu Prezentacija na temu Replikacija DNK

Replikacija DNA je proces sinteze molekule kćeri deoksiribonukleinske kiseline, koji se događa tijekom stanične diobe na matrici roditeljske molekule DNA. U ovom slučaju, genetski materijal šifriran u DNK se udvostručuje i dijeli između stanica kćeri.

Postojanje polukonzervativnog modela dokazali su M. Meselson i F. Stahl 1958. godine. Uzgajali su bakterije E. coli nekoliko generacija u minimalnom mediju u kojem je jedini izvor dušika bio amonijev klorid označen s N 15. Kao rezultat toga, sve stanične komponente bakterija sadržavale su teški N 15 dušik.

U stanici x replikacija počinje na određenoj točki u kružnoj DNA (ishodište replikacije) i nastavlja se u oba smjera. Kao rezultat toga, formiraju se dvije replikacijske vilice koje se kreću u suprotnim smjerovima, tj. oba lanca se repliciraju istovremeno.

Svaki fragment počinje kratkom RNA - početnicom potrebnom za funkcioniranje DNA polimeraze. Početnicu sintetizira posebna RNA polimeraza, DNA polimeraza III dovršava ovu početnicu do fragmenta DNA duljine deoksinukleotidnih jedinica. Sinteza ovog fragmenta se tada prekida, a nova sinteza počinje sa sljedećim RNA primerom. Pojedinačni Okazakijevi fragmenti u početku nisu povezani jedan s drugim i još uvijek imaju RNA na 5" krajevima. Na određenoj udaljenosti od replikacijske vilice, DNA polimeraza I počinje zamjenjivati RNA početnicu sekvencom DNA. Na kraju, preostali jednolančani pukne popravljaju se DNA ligazom. U tako nastaloj dvostrukoj spirali DNA nanovo se sintetizira samo jedan od lanaca.

Slajd 1

Opis slajda:

Slajd 2

Opis slajda:

Slajd 3

Opis slajda:

Slajd 4

Opis slajda:

Slajd 5

Opis slajda:

Slajd 6

Opis slajda:

Slajd 7

Opis slajda:

Svaka replikacijska vilica uključuje najmanje dvije molekule DNA polimeraze III povezane s nekoliko pomoćnih proteina. Potonji uključuju DNA topoizomeraze (giraze), koje odmotavaju čvrsto naboranu dvostruku spiralu DNA, i helikaze, koje odmotavaju dvolančanu DNA u dva lanca. Budući da se matrična mreža uvijek čita u smjeru 3"→5", samo se jedna od mreža može kontinuirano čitati. Drugi lanac se očitava u smjeru suprotnom od kretanja replikacijske vilice. Kao rezultat toga, kratki fragmenti novog lanca DNK, takozvani Okazaki fragmenti, nazvani po svom pronalazaču, prvo se sintetiziraju na matrici. Svaka replikacijska vilica uključuje najmanje dvije molekule DNA polimeraze III povezane s nekoliko pomoćnih proteina. Potonji uključuju DNA topoizomeraze (giraze), koje odmotavaju čvrsto naboranu dvostruku spiralu DNA, i helikaze, koje odmotavaju dvolančanu DNA u dva lanca. Budući da se matrična mreža uvijek čita u smjeru 3"→5", samo se jedna od mreža može kontinuirano čitati. Drugi lanac se očitava u smjeru suprotnom od kretanja replikacijske vilice. Kao rezultat toga, kratki fragmenti novog lanca DNK, takozvani Okazaki fragmenti, nazvani po svom pronalazaču, prvo se sintetiziraju na matrici.

Slajd 8

Opis slajda:

Slajd 9

Opis slajda:

Svaki fragment počinje kratkom RNA početnicom potrebnom za funkcioniranje DNA polimeraze. Početnicu sintetizira posebna RNA polimeraza, DNA polimeraza III dovršava ovu početnicu do fragmenta DNA dugog 1000-2000 deoksinukleotidnih jedinica. Sinteza ovog fragmenta se tada prekida, a nova sinteza počinje sa sljedećim RNA primerom. Pojedinačni Okazakijevi fragmenti u početku nisu međusobno povezani i još uvijek imaju RNA na svojim 5" krajevima. Na određenoj udaljenosti od replikacijske vilice, DNA polimeraza I počinje zamjenjivati RNA početnicu s DNA sekvencom. Na kraju, preostali jednolančani prekidi su Tako se samo jedan od DNA lanaca sintetizira iznova s kratkim RNA primerom, koji je potreban za funkcioniranje DNA polimeraze dovršava ovaj fragment do 1000-2000 deoksinukleotida sinteza ovog fragmenta se prekida, a nova sinteza počinje sa sljedećim RNA fragmentima koji u početku nisu povezani jedan s drugim 5" završava. Na nekoj udaljenosti od replikacijske vilice, DNA polimeraza I počinje zamjenjivati RNA početnicu s DNA sekvencom. Konačno, preostale jednolančane lomove popravlja DNA ligaza. U tako nastaloj dvostrukoj spirali DNA samo se jedan od lanaca iznova sintetizira.

Slajd 10

Opis slajda:

Slajd 11

Opis slajda:

Nukleinske kiseline.

Povijest stvaranja nukleinskih kiselina DNK je 1868. godine otkrio švicarski liječnik I. F. Miescher u staničnoj jezgri leukocita, otuda i naziv - nukleinska kiselina (lat. “nucleus” - jezgra). U 20-30-im godinama XX stoljeća. utvrdio da je DNA polimer (polinukleotid); u eukariotskim stanicama koncentrirana je u kromosomima. Pretpostavljalo se da DNK ima strukturnu ulogu. Godine 1944. grupa američkih bakteriologa s Instituta Rockefeller, predvođena O. Averyjem, pokazala je da se sposobnost pneumokoka da uzrokuje bolest prenosi s jednog na drugi putem razmjene DNA. DNK je nositelj nasljedne informacije.

Friedrich Fischer, švicarski biokemičar, izolirao je tvar koja je sadržavala dušik i fosfor, vjerujući da se ona nalazi samo u jezgri stanice. Kasnije je neproteinski dio ove tvari nazvan nukleinska kiselina

WATSON James Dewey Američki biofizičar, biokemičar, molekularni biolog, iznio je hipotezu da DNK ima oblik dvostruke spirale, razjasnio molekularnu strukturu nukleinskih kiselina i princip prijenosa nasljedne informacije. Dobitnik Nobelove nagrade za fiziologiju i medicinu 1962. (zajedno s Frances Harry Compton Crick i Mauriceom Wilkinsom).

CRICK Francis Harry Compton engleski fizičar, biofizičar, specijalist u području molekularne biologije, razjasnio je molekularnu strukturu nukleinskih kiselina; Nakon što je otkrio glavne vrste RNA, predložio je teoriju prijenosa genetskog koda i pokazao kako se molekule DNA kopiraju tijekom stanične diobe. 1962. dobio je Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu

Nukleinske kiseline su biopolimeri čiji su monomeri nukleotidi. Svaki nukleotid sastoji se od 3 dijela: dušične baze, monosaharida pentoze i ostatka fosforne kiseline.

NUKLEINSKE KISELINE MONOMERI - NUKLEOTID DNA - deoksiribonukleinska kiselina RNA ribonukleinska kiselina Sastav nukleotida u DNA Sastav nukleotida u RNA Dušične baze: Adenin (A) Gvanin (G) Citozin (C) Uracil (U): Riboza Ostatak fosforne kiseline Dušične baze : Adenin (A ) Guanin (G) Citozin (C) Timin (T) Dezoksiriboza Ostatak fosforne kiseline Glasnička RNA (i-RNA) Prijenosna RNA (t-RNA) Ribosomska RNA (r-RNA) Prijenos i pohranjivanje nasljednih informacija

Kemijska struktura dušičnih baza i ugljikohidrata

Načelo komplementarnosti Dušikove baze dvaju polinukleotidnih lanaca DNK međusobno su povezane u parove vodikovim vezama po principu komplementarnosti. Pirimidinska baza veže se na purinsku bazu: timin T s adeninom A (dva BC), citozin C s gvaninom G (tri BC). Dakle, sadržaj T jednak je sadržaju A, sadržaj C jednak je sadržaju G. Poznavajući redoslijed nukleotida u jednom lancu DNA, moguće je dešifrirati strukturu (primarnu strukturu) drugog lanca. Kako biste bolje zapamtili načelo komplementarnosti, možete se poslužiti mnemotehnikom: zapamtite izraze T games - Albino i Heron - Blue

Model strukture molekule DNA predložili su J. Watson i F. Crick 1953. godine. U potpunosti je eksperimentalno potvrđen i odigrao je iznimno važnu ulogu u razvoju molekularne biologije i genetike.

DNK parametri

STRUKTURE DNK I RNK DNK

Građa i funkcije RNK RNK je polimer čiji su monomeri ribonukleotidi. Za razliku od DNA, RNA se ne sastoji od dva, već od jednog polinukleotidnog lanca (s iznimkom da neki virusi koji sadrže RNA imaju dvolančanu RNA). RNA nukleotidi sposobni su međusobno stvarati vodikove veze. RNK lanci su mnogo kraći od DNK lanaca.

Replikacija DNA Umnožavanje molekule DNA naziva se replikacija ili reduplikacija. Tijekom replikacije dio “majčinske” molekule DNK se uz pomoć posebnog enzima razmrsi u dvije niti, a to se postiže kidanjem vodikovih veza između komplementarnih dušičnih baza: adenin-timin i gvanin-citozin. Zatim, za svaki nukleotid razdvojenih DNA lanaca, enzim DNA polimeraza prilagođava mu komplementarni nukleotid.

Sastav i struktura RNA. I. stadij biosinteze proteina Uz pomoć posebne proteinske RNA polimeraze molekula glasničke RNA izgrađuje se po principu komplementarnosti duž dijela jednog lanca DNA tijekom procesa transkripcije (prvi stupanj sinteze proteina). Formirani lanac mRNA predstavlja točnu kopiju drugog (nešablonskog) lanca DNA, samo je umjesto timina T uključen uracil U Mnemotehnika: umjesto T igra - I albino je u tkanju - I albino ! mRNA

Biosinteza proteina Translacija je translacija nukleotidnog slijeda molekule mRNA (template) u slijed aminokiselina proteinske molekule. MRNA stupa u interakciju s ribosomom, koji se počinje kretati duž mRNA, zaustavljajući se na svakom njezinom dijelu, koji uključuje dva kodona (tj. 6 nukleotida).

Vrste RNA Postoji nekoliko vrsta RNA u stanici. Svi oni sudjeluju u sintezi proteina. Prijenosne RNA (tRNA) su najmanje RNA (80-100 nukleotida). Oni vežu aminokiseline i transportiraju ih do mjesta sinteze proteina. Messenger RNA (i-RNA) – 10 puta su veće od tRNA. Njihova je funkcija prijenos informacija o strukturi proteina od DNA do mjesta sinteze proteina. Ribosomska RNA (r-RNA) - imaju najveću molekularnu veličinu (3-5 tisuća nukleotida) i dio su ribosoma.

Biološka uloga i-RNA i-RNA, kao kopija određenog dijela molekule DNA, sadrži informacije o primarnoj strukturi jednog proteina. Niz od tri nukleotida (tripleta ili kodona) u molekuli mRNK (primarni princip - DNK!) kodira određenu vrstu aminokiseline. Relativno mala molekula mRNA prenosi ovu informaciju iz jezgre, prolazeći kroz pore u jezgrinoj ovojnici, do ribosoma, mjesta sinteze proteina. Stoga se mRNA ponekad naziva "template", naglašavajući njezinu ulogu u ovom procesu. Genetski kod dešifriran je 1965.-1967., za što je H. G. Koran dobio Nobelovu nagradu.

Ribosomska RNA Ribosomska RNA sintetizira se uglavnom u jezgrici i čini približno 85-90% ukupne RNA u stanici. U kompleksu s proteinima, oni čine dio ribosoma i provode sintezu peptidnih veza između jedinica aminokiselina tijekom biosinteze proteina. Slikovito rečeno, ribosom je molekularni računalni stroj koji prevodi tekstove iz jezika nukleotida DNA i RNA u jezik aminokiselina proteina.

Prijenosne RNA RNA koje dopremaju aminokiseline do ribosoma tijekom sinteze proteina nazivaju se transportne RNA. Ove male molekule, u obliku lista djeteline, nose niz od tri nukleotida na svom vrhu. Uz njihovu pomoć t-RNA će se pridružiti kodonima mRNA prema principu komplementarnosti. Suprotni kraj molekule tRNA vezuje aminokiselinu, i to samo određenu vrstu koja odgovara njenom antikodonu.

Genetski kod Nasljedna informacija je zapisana u NK molekulama u obliku niza nukleotida. Određeni dijelovi molekule DNA i RNA (kod virusa i faga) sadrže podatke o primarnoj strukturi jednog proteina i nazivaju se geni. 1 gen = 1 proteinska molekula Stoga se nasljedna informacija sadržana u DNK naziva genetičkom.

Svojstva genetskog koda: Univerzalnost Diskretnost (tripleti kodova čitaju se iz cijele molekule RNA) Specifičnost (kodon kodira samo AK) Redundantnost koda (nekoliko)

Obilježja DNA RNK SLIČNOSTI Polinukleotidi čiji monomeri imaju zajednički strukturni plan. RAZLIKE: 1) Šećer deoksiriboza riboza 2) Dušikove baze adenin - timin, citozin - gvanin adenin - uracil, citozin - gvanin 3) Struktura dvostruka spirala jednolančane molekule 4) Položaj u jezgri stanice, mitohondrijima i kloroplastima citoplazmi, ribosomima 5) Biološke funkcije pohranjivanje nasljednih informacija i njihov prijenos s generacije na generaciju; sudjelovanje u biosintezi proteina matriksa na ribosomu, tj. implementacija nasljednih informacija Provjera ispravnosti popunjavanja tablice

Biološki značaj nukleinskih kiselina Nukleinske kiseline osiguravaju pohranjivanje nasljednih informacija u obliku genetskog koda, njihov prijenos tijekom reprodukcije na organizme kćeri, njihovu implementaciju tijekom rasta i razvoja organizma tijekom cijelog života u obliku sudjelovanja u vrlo važnim proces – biosinteza proteina.

Završno testiranje 1. Molekule DNA predstavljaju materijalnu osnovu nasljeđa, jer kodiraju informacije o strukturi molekula a - polisaharida b - proteina c - lipida d - aminokiselina 2. Nukleinske kiseline NE sadrže a - dušične baze b - ostatke pentoze c – ostaci fosforne kiseline d – aminokiseline 3. Veza koja se javlja između dušičnih baza dvaju komplementarnih lanaca DNA, - a – ionska b – peptid c – vodik d – ester 4. Komplementarne baze NISU par a – timin - adenin b – citozin - gvanin c – citozin - adenin d – uracil - adenin 5. Jedan od gena DNA sadrži 100 nukleotida s timinom što je 10% od ukupnog broja. Koliko nukleotida ima s gvaninom? a – 200 b – 400 c – 1000 g – 1800 6. Molekule RNA za razliku od DNA sadrže dušikovu bazu a – uracil b – adenin c – gvanin d – citozin

Završno testiranje 7. Zahvaljujući replikaciji DNA a – formira se prilagodljivost organizma okolini b – dolazi do modifikacija kod jedinki vrste c – pojavljuju se nove kombinacije gena d – nasljedna informacija se u potpunosti prenosi sa stanice majke na stanice kćeri tijekom mitoza 8. molekule mRNA a – služe kao predložak za sintezu t-RNA b – služe kao predložak za sintezu proteina c – predaju aminokiseline ribosomu d – pohranjuju nasljedne informacije stanice 9. Kodni triplet AAT u molekuli DNA odgovara tripletu u molekuli i-RNA a – UUA b – TTA c – HGC g – CCA 10. Protein se sastoji od 50 jedinica aminokiselina. Broj nukleotida u genu u kojem je šifrirana primarna struktura ovog proteina je a – 50 b – 100 c – 150 g – 250

Završno testiranje 11. U ribosomu, tijekom biosinteze proteina, postoje dva tripleta mRNA, na koje su, u skladu s načelom komplementarnosti, vezani antikodoni a - t-RNA b - r-RNA c - DNA d - protein 12. Koji slijed je točan? odražava put implementacije genetske informacije? a) gen – DNA – svojstvo – protein b) svojstvo – protein – i-RNA – gen – DNA c) i-RNA – gen – protein – svojstvo d) gen – i-RNA – protein – svojstvo 13. Vlastita DNA i RNA u eukariotskoj stanici sadrže a – ribosome b – lizosome c – vakuole d – mitohondrije 14. Kromosomi uključuju a – RNA i lipide b – proteine i DNA c – ATP i t-RNA d – ATP i glukozu 15. Znanstvenici koji su predložili i dokazali da je molekula DNA dvostruka spirala, to je a - I. F. Miescher i O. Avery b - M. Nirenberg i J. Mattei c - J. D. Watson i F. Crick d - R. Franklin i M. Wilkins

Izrada zadatka o komplementarnosti Komplementarnost je međusobno nadopunjavanje dušikovih baza u molekuli DNA. Zadatak: fragment lanca DNA ima slijed nukleotida: G T C C A C G A A Konstruirajte 2. lanac DNA po principu komplementarnosti. RJEŠENJE: 1. lanac DNA: G-T-C-C-A-C-G-A-A. C-A-G-G-T-G-C-T-T Značenje komplementarnosti: Zahvaljujući njoj dolazi do reakcija sinteze matriksa i samodupliciranja DNA, što je temelj rasta i razmnožavanja organizama.

Ponavljanje i utvrđivanje znanja: Upiši potrebne riječi: RNK sadrži šećer... DNK sadrži dušične baze...; I DNA i RNA sadrže...; U DNK nema dušične baze... Struktura molekule RNK u obliku... DNK u stanicama nalazi se u... Funkcije RNK:... RNK sadrži dušične baze...; DNK sadrži šećer...; U RNK nema dušične baze... Struktura molekule DNK u obliku... Monomeri DNK i RNK su...; RNA u stanicama se može naći u... Funkcije DNA:... (riboza) (A, G, C, T) (A, G, C, šećer, F) (U) (Nukleotidni lanci) (U jezgra, mitohondriji, kloroplasti) ( Sudjelovanje u sintezi proteina) A, G, C, (U) (dezoksiriboza) (T) (Dvostruka spirala) (Nukleotidi) (U jezgri, citoplazmi, mitohondrijima, kloroplastima) (Skladištenje i prijenos nasljedne informacije)

Provjerite sami - točni odgovori B D B C B A G B B A V A G G C

Zaključci Nukleinske kiseline: DNA i RNA DNA je polimer. Monomer – nukleotid. Molekule DNA specifične su za vrstu. Molekula DNA je dvostruka spirala, podržana vodikovim vezama. Lanci DNA građeni su po principu komplementarnosti. Sadržaj DNK u stanici je konstantan. Funkcija DNK je pohranjivanje i prijenos nasljednih informacija.

Korišteni izvori informacija Kamensky A. A., Kriksunov E. A., Pasechnik V. V. - Udžbenik Opća biologija razredi 10-11 - M.: Bustard, 2006 Mamontov S. G., Zakharov V. B. - Opća biologija: udžbenik – M.: Viša škola, 1986 Babiy T.M., Belikova S.N. – Nukleinske kiseline i ATP // “Idem na nastavu” // M.: “Prvi rujan”, 2003 Jedinstveni državni ispit 2011 Biologija // Obrazovni i obučni materijali za pripremu učenika./ G. S. Kalinova, A. N. Myagkova, V. Z. Reznikova. – M.: Intelekt-centar, 2007

Slajd 2

Dešifriranje strukture molekule DNA također je pomoglo objasniti princip njezine replikacije (dupliciranja) u stanici. Ovaj princip je da svaki od dva polinukleotidna lanca molekule DNA služi kao program (template) za sintezu novog (komplementarnog) lanca. Kao rezultat, na temelju jedne dvolančane molekule nastaju dvije identične dvolančane molekule od kojih je jedan lanac stari, a drugi novi (novosintetizirani). Ovaj princip replikacije DNK nazvan je polukonzervativnim.

Slajd 3

Princip polukonzervativne replikacije DNA

Slajd 4

Budući da su dva komplementarna lanca roditeljske molekule DNA antiparalelna, sinteza novog polinukleotidnog lanca na svakom od njih odvija se u suprotnom smjeru. Prema ovom principu, nukleotidni slijed matične (roditeljske) niti se čita u smjeru 3"→5", dok se sinteza nove (kćeri) niti odvija u smjeru 5"→3".

Slajd 5

Mehanizam replikacije DNA prilično je složen i, po svoj prilici, razlikuje se u slučaju organizama koji sadrže relativno male molekule DNA u zatvorenom (kružnom) obliku (mnogi virusi i bakterije) i eukariota čije stanice imaju goleme molekule smještene u linearni (nezatvoreni) oblik.

Slajd 6

Mala kružna molekula DNA je jedna strukturna jedinica replikacije (replikon), koja ima jednu točku podrijetla (inicijacije) replikacije (O-točku, koja se sastoji od približno 300 nukleotida), u kojoj se odvija proces divergencije (raspletanja) dva lanca roditeljske molekule i matriksa započinje sinteza komplementarnih lanaca kopija (replika) kćeri DNA. Taj se proces kontinuirano nastavlja duž duljine kopirane strukture i završava u istom replikonu stvaranjem dviju molekula "polukonzervativnog" tipa. U velikim linearnim molekulama DNA eukariota postoji mnogo ishodišta replikacije i odgovarajućih replikona (od nekoliko stotina do desetaka tisuća), tj. takva DNA je polireplikon.

Slajd 7

Razmatrajući suvremene ideje o mehanizmu replikacije eukariotske DNA, možemo uvjetno razlikovati tri uzastopne faze ovog procesa koji se odvijaju u replikonu, od kojih svaka uključuje određene proteine (enzime).

Slajd 8

Prva faza povezana je s brzim odmotavanjem dvaju polinukleotidnih niti spiralne molekule DNA u određenom području (unutar granica radnog replikona) i njihovim odvajanjem kidanjem vodikovih veza između parova komplementarnih baza. U tom slučaju nastaju dva jednolančana fragmenta roditeljske molekule, od kojih svaki može djelovati kao predložak za sintezu komplementarne (kćeri) niti. Ovaj korak započinje na odgovarajućem početku replikacije i posredovan je složenim sudjelovanjem nekoliko različitih proteina. Kao rezultat njihova djelovanja nastaje struktura u obliku slova T, nazvana replikacijska vilica, u kojoj su dva roditeljska lanca DNK već odvojena jedan od drugoga.

Slajd 9

Dijagram formiranja replikacijske vilice DNA

Slajd 10

Rezultirajuća replikacijska vilica brzo se kreće duž dvostruke spirale roditeljske molekule DNA zbog aktivnosti "odmotavanja" enzima DNA helikaze i uz sudjelovanje skupine destabilizirajućih proteina. Ovi proteini imaju sposobnost vezati se samo na jednolančane (već odmotane i odvojene) dijelove molekule, sprječavajući stvaranje sekundarnih presavijenih tvorevina („ukosnica”) na njima zbog slučajnih veza između komplementarnih nukleotida jednolančane strukture. . Posljedično, oni doprinose ravnanju jednolančanih dijelova molekule, što je neophodno za njihovo normalno obavljanje funkcija matrice.

Slajd 11

Brzo odmotavanje DNK uz pomoć helikaze bez dodatne rotacije lanaca jedna u odnosu na drugu trebalo bi dovesti do stvaranja novih zavoja (čvorova) u područjima roditeljske molekule ispred pokretne replikacijske vilice, stvarajući povećanu topološku napetost u tim područja. Tu napetost eliminira drugi protein (DNA topoizomeraza), koji, krećući se duž dvolančane roditeljske DNA prije replikacijske vilice, uzrokuje privremene prekide u jednoj od niti molekule, uništavajući fosfodiesterske veze i spajajući prekinuti kraj.

Slajd 12

Rezultirajući prekid osigurava naknadnu rotaciju niti dvostruke spirale, što zauzvrat dovodi do raspetljavanja nastalih superzavojnica (čvorova). Budući da je prekid polinukleotidnog lanca uzrokovan topoizomerazom reverzibilan, polomljeni krajevi se brzo spajaju odmah nakon razaranja kompleksa ovog proteina s polomljenim krajem.

Slajd 13

U drugoj fazi dolazi do sinteze šablona novih (kćeri) polinukleotidnih lanaca na temelju dobro poznatog principa komplementarne korespondencije između nukleotida starog (šablona) i novih lanaca. Taj se proces provodi spajanjem (polimerizacijom) nukleotida novog lanca pomoću nekoliko vrsta enzima DNA polimeraze. Treba napomenuti da niti jedna od danas poznatih DNA polimeraza nije sposobna započeti sintezu novog polinukleotida jednostavnim spajanjem dvaju slobodnih nukleotida.

Slajd 14

Za početak ovog procesa potrebna je prisutnost slobodnog 3" kraja bilo kojeg polinukleotidnog lanca DNA (ili RNA), koji je povezan s drugim (komplementarnim) lancem DNA. Drugim riječima, DNA polimeraza može samo dodati nove nukleotide slobodnim 3" kraj postojećeg polinukleotida i, stoga, može samo razvijati ovu strukturu u smjeru 5"→3".

Slajd 15

Uzimajući u obzir ovu okolnost, asimetrična priroda funkcioniranja replikacijske vilice postaje jasna. Kao što se može vidjeti iz gornjih dijagrama, na jednoj od niti matrice β"→5" vilice postoji relativno brza i kontinuirana sinteza niti kćeri (vodeći, ili vodeći, lanac) u smjeru 5" →3 ", dok na drugoj matrici (5" → 3") dolazi do sporije i diskontinuirane sinteze zaostalog lanca u kratkim fragmentima (100 - 200 nukleotida), zvanim Okazaki fragmenti, i to također u smjeru 5" → 3". Vjeruje se da sintezu vodećih i zaostalih niti provode različite vrste DNA polimeraza.

Slajd 16

Slobodni 3" kraj potreban za početak sinteze Okazakijevog fragmenta osigurava kratki lanac RNA (oko 10 nukleotida), koji se naziva RNA početnica (RNA početnica), koja se sintetizira pomoću enzima RNA primaze. RNA početnice se mogu upariti komplementarno odmah s nekoliko mjesta na matičnom DNA lancu, stvarajući uvjete za istovremenu sintezu nekoliko Okazakijevih fragmenata uz sudjelovanje DNA polimeraze III.

Slajd 17

Sinteza vodećih i zaostalih DNA lanaca na replikacijskoj vilici

Slajd 18

Kada sintetizirani Okazaki fragment dosegne 5" kraj sljedećeg RNA primera, počinje se pojavljivati 5" egzonukleazna aktivnost DNA polimeraze I, koja sekvencijalno cijepa RNA nukleotide u smjeru 5" → 3". U tom slučaju, uklonjeni RNA primer zamjenjuje se odgovarajućim fragmentom DNA.

Slajd 19

Posljednja (treća) faza procesa koji se razmatra povezana je s djelovanjem enzima DNA ligaze, koji povezuje 3" kraj jednog od Okazakijevih fragmenata s 5" krajem susjednog fragmenta da bi se stvorila fosfodiesterska veza, na taj način obnavljanje primarne strukture zaostalog lanca sintetiziranog u funkcionalnom replikonu. Daljnja spiralizacija nastajućeg "polukonzervativnog" područja DNA (uvijanje spirale) događa se uz sudjelovanje DNA giraze i nekih drugih proteina.

Slajd 20

Polireplikonsko načelo organizacije molekule DNA različitih eukariota, pa tako i čovjeka, pruža mogućnost sekvencijalnog kopiranja genetskog materijala ovih organizama bez istodobnog odmotavanja (despiralizacije) cijele goleme i složeno upakirane molekule, čime se značajno skraćuje vrijeme njezine replikacije. . Drugim riječima, u jednoj ili drugoj točki u jednoj skupini replikona molekule, proces kopiranja možda je već dovršen spajanjem i spiraliziranjem odgovarajućih dijelova, dok u drugoj skupini tek počinje odmotavanjem dvolančanih struktura.

Slajd 21

Hvala vam na pažnji

Pogledaj sve slajdove