Temat: Przebieg procesu replikacji.
replikacja to proces przepisywania info. z DNA na DNA a wiec powielanie materiału gen. prowadzące do podwojenia liczby cząstek. proces zachodzi przed podziałem komó rkowym i ma na celu sprawienie aby komórki potomne miały taki sam materiał genetyczny jak komórka macierzysta.
proces replikacji rozpoczyna się od przyłączenia do nici DNA białka z grupy helikas, w którym najczęściej jest giraza. rozbija ona wiązania wodorowe i utrwala strukturę jednoniciowa, następnie do nici DNA przyłącza się enzym nazywany primaza, który jest polimeraza RNA i syntetyzuje króciutki odcinek RNA nazywany primerem. wówczas dopiero dołącza się polimeraza DNA, która dokłada tym razem komplementarne nukleotydy DNA. dzieje się tak dlatego, ponieważ polimeraza DNA nie potrafi rozpocząć procesu syntezy, a jedynie potrafi dokładać nukleotydy komplementarne do układów już istniejących. Polimeraza DNA potrafi prowadzić odczyt tylko w jednym kierunku, natomiast cząsteczki DNA są zbudowane z 2 nici biegnących w przeciwnych kierunkach. tak wiec jedna z nici jest syntetyzowana w sposób ciągły a po drugiej polimeraza musi przeskakiwać aby zachować kierunek syntezy i dlatego syntetyzowana jest fragmentami, które nazywamy fragmentami Okazaki.
Nic która biegnie od 3' do 5' nazywana jest nicią wiodącą i ma tylko jeden primer, natomiast nic, która biegnie od 5' do 3' jest nazywana opóźnioną ponieważ polimeraza wchodzi do miejsca najgłębszego rozcięcia i prowadzi syntezę aż do poprzedniego primeru, czyli proces odbywa się fragmentami Okazaki. proces trwa aż do końcówek cząsteczek DNA, która dla zabezpieczenia informacji genetycznej zawierają powtarzające się sekwencje nukleotydowe i nazywane są telomerami. polimeraza rozpoznaje wielokrotnie powtarzające się fragmenty i oddysocjowuje, wówczas przyłącza się telomeraza prowadząca syntezę końcowych odcinków, ale nigdy nie odbywa się ten proces do końca, stad po każdej replikacji nowe cząsteczki DNA są nieco krótsze. w ten sposób zapisana jest długość życia cząsteczek DNA a tym samym zachodzi starzenie się organizmów. jest to jeden z powodów starzenia się komórek.
początkowo nie widziano jaki jest model procesu replikacji, zakładano 3 możliwości:
a. replikacja konserwatywna, która polega na tym, że cala dwuniciowa cząsteczka staje się matryca do syntezy drugiej i w konsekwencji powstają 2 cząsteczki, jedna stara i jedna nowa.
b. replikacja semikonserwatywna, która zakłada, że cząsteczka DNA ulega rozdzieleniu na 2 nici i każda z tych nici staje się matryca do syntezy drugiej komplementarnej i w konsekwencji powstają dwie cząsteczki, w których jedna nic jest stara i jedna nowa.
c. przypadkowa, która zakłada, że cząsteczka DNA ulega rozdzieleniu na kilak części, z których każda stanie się matryca do syntezy komplementarnej i w konsekwencji wytworzą się dwie cząsteczki ponieważ podjednostki policzą się w określonym porządku i każda z nowopowstałych cząsteczek będzie fragmentami stara i fragmentami nowa.
Aby udowodnić która z tych teorii jest prawdziwa hodowano bakterie na pożywce zawierającej ciężki azot, następnie po pierwszym podziale komórki bakteryjnej wyizolowano materiał genetyczny. poddano go ultrawirowaniu. gdyby replikacja była konserwatywna otrzymano by 2 frakcje, jedna z cząsteczek ciężkich, druga z lekkich. Gdyby była semikonserwatywna otrzymano by tylko jedna frakcje pośrodku ponieważ każda z nici jest w połowie ciężka a w połowie lekka (nic stara jest lekka, nowa ciężka). Gdyby była przypadkowa otrzymano by wszystkie frakcje pomiędzy nicią ciężka i lekka.
ponieważ okazało się ze wszystkie cząsteczki maja jednakowy ciężar udowodnione ze replikacja jest semikonserwatywna.