REPLIKACJA DNA: proces podwojenia ilości DNA. Zachodzi w fazie S (podwojenie ilości histonów ) .
REPLIKACJA SEMIKONSERWATYWNA : (półzachowawcza) - w każdej z dwóch uzyskanych podwójnych nici DNA będzie jedna nić macierzysta i jedna nowa.
-semikonserwatywna [rozplątanie heliksa, a potomne cząstki DNA są w połowie nowe, a w połowie ze starej nici]
-konserwatywna [macierzysta cząsteczka DNA nie ulega rozplątaniu, powstaje jedna nowa cząsteczka DNA,
-przypadkowa [macierzysta cząsteczka DNA ulega fragmentacji, nowa nić zawiera elementy starej i nowej nici]
PRZEBIEG PROCESU :INICJACJA, ELONGACJA, TERMINACJA
U PROKARIOTA : INICJACJA : naga nić w postaci α- helisy , aby można było utworzyć nową nić :
rozplecenie nici DNA : pomiędzy nici wnika białko inicjatorowe DNA A , które zgina nić, naprężenie wiązań wodorowych i ich rozerwanie
wnika kolejne białko enzymatyczne HELIKAZA : aby zapobiec powstawaniu ponownie α-helis. powstają WIDEŁKI REPLIKACYJNE : 1 oczko (=widełki) replikacyjne. tuż obok miejsca ORI (miejsce początku replikacji)
wchodzi kolejny enzym PRYMAZA : wytwarza PRIMERY ( odcinki RNA komplementarne do DNA )
ELONGACJA : Wydłużanie nowopowstałego łańcucha DNA Warunki: - duża ilość wolnych nukleotydów
- dostarczona energia, obecność związków wysoko energetycznych . Donor energii : trifosforany nukleozydu (TTP , CTP, GTP, ATP)
- enzym katalizujący proces * musi mieć miejsce aktywne przestrzennie pasujące do nukleotydów.
- zachowana komplementarność dobudowywanych nukleotydów
* enzym : - czyta tylko w kierunku od 3’ do 5’ - syntetyzuje nową nić od końca 5’ do 3’- jest to enzym który potrafi dobudowywać tylko do istniejących już fragmentów , nie czyta od nowa
Elongacja trwa do momentu odczytania REPLIKONU (jednostka replikacji – od sekwencji ori do sekwencji term)
u prokariota elongacja trwa do momentu dotarcia widełek do przeciwległego końca kolistej cząsteczki genoforu.
Na nici wiodącej ( 3’ – 5’ ) - replikacja ciąg Na nici opóźnionej – replikacja opóźniona.
FRAGMENTY OKAZAKI : fragmenty DNA z własnym primerem długości widełek replikacyjnych.
TERMINACJA :• wycięcie primerów ( u prokariota robi to POLIMERAZA KORNBERGA : naprawia fragmenty, wycina primery, w miejscu wycięcia primerów dobudowuje nukleotydy typowe dla DNA )
LIGAZY łączą fragmenty DNA powstałe w miejscu po primerach i fragmenty okazaki w 1 ciągłą nić.
odtwarzanie wiązań wodorowych pomiędzy nicią starą a nową
U EUKARIOTA : Dna u prokariota jest cząsteczką nagą, kolistą ; u eukariota bardziej niedostępna ze względu na połączenie z białkami przez co tworzy kolejne struktury upakowania
Replikacja zaczyna się od uwolnienia cząsteczki DNA od białek towarzyszących
Pierwszy enzym to TROPOIZOMERAZA
3 polimerazy :- α : czyta tylko DNA jądrowe,- β : naprawia błędy,- γ : replikuje DNA mitochondrialne
szybkość włączania nukleotydu: P: 50 tys/min - E : 500 – 3600/min czas trwania procesu dużo krótszy u E
- P : 1 replikon i 1 oczko replikacyjne
- E : wiele replikonów i wiele oczek replikacyjnych
W komórkach embrionalnych wiele więcej replikonów niż w somatycznych ( → skrócony czas replikacji → szybsze powielanie się komórek .
OBRÓBKA POSTREPLIKACYJNA :
Do końca 3’ przyłącza się enzym TELOMERAZA , który ma właściwości katalityczne ( u Eukariota ! u P nie ) i posiada je tylko dlatego, że ma wbudowaną krótką sekwencję RNA .
W tym procesie na krótkim odcinku RNA tworzone się telomery w procesie ODWROTNEJ TRANSKRYPCJI – czyli przepisania informacji z RNA na komplementarne DNA , które powstaje w procesie odwrotnej transkrypcji.
Telomery nie są fragmentami kodującymi , ale pełnią bardzo ważną funkcję: chronią DNA przed działaniem egzonukleaz ( → przed skracaniem)
* komórka nowotworowa – jedyna komórka , która nie skraca telomerów.