Innehåll
- Varför DNA-strängarna har en riktning
- Diskontinuerlig DNA-replikering kontra kontinuerlig replikering
- DNA-ligas
Den genetiska koden för levande organismer finns i kromosomernas DNA. DNA-molekylen är en dubbel spiral som består av par av nukleotidervar och en består av en fosfatgrupp, en sockergrupp och en kvävebas. Strukturen för nukleotiderna är asymetrisk, vilket innebär att de två strängarna för dubbel spiral-DNA har motsatta riktningar.
När DNA-syntes sker under DNA-replikation separeras de två strängarna i den dubbla spiralen. Replikering kan endast ske i framsträckningen för varje tråd. Som ett resultat kopieras en sträng kontinuerligt i framåtriktningen medan den andra kopieras diskontinuerligt i segment som senare sammanfogas.
Varför DNA-strängarna har en riktning
Sidorna på DNA-molekylerna med dubbel spiral består av fosfat- och sockergrupper medan lungorna består av kvävehaltiga baser. I enlighet med konventionen är kolatomerna i kolkedjorna eller ringarna i organiska molekyler numrerade i sekvens. Kolatomerna i kvävebaserna är numrerade 1, 2, 3, etc. För att särskilja de numrerade kolatomerna i sockergrupperna, numreras dessa kol med en primsymbol, dvs 1, 2, 3, etc., eller en prim etc.
Det finns fem kolatomer i sockergrupperna, numrerade 1 till 5. 5 atomen har en fosfatgrupp fäst vid den medan de 3 kolerna kopplas till en OH-grupp. För att bilda sidorna på spiralen kopplas 5-fosfatet på ena sidan av sockergruppen till 3 OH i nästa nukleotid. Sekvensen för denna sträng är 5 till 3.
Spolarna hos spiralmolekylen bildas av länkade kvävebaser. De fyra baserna i DNA-molekyler är adenin, guanin, cytosin och tymin förkortat A, G, C och T. A- och T-baserna kan bilda en länk och G och C kan koppla.
När en nukleotid i 5 till 3-sekvenskedjan länkar till en annan nukleotid för att bilda en rung har den andra nukleotiden den motsatta fosfat / OH-sekvensen. Detta innebär att ena sidan av spiralen går i 5 till 3-riktningen medan den andra sidan går i riktningen 3 till 5 riktning.
Diskontinuerlig DNA-replikering kontra kontinuerlig replikering
DNA-syntes kan endast ske när de två strängarna i den dubbla spiralen är separerade. Under DNA-replikation bryter ett enzym upp spiralen och DNA-polymeras kopierar varje sträng. Strängen som löper i 5 till 3-riktningen kallas den ledande strängen medan den andra strängen, med en 3 till 5-sekvens, är den släpande strängen.
Polymeraset kan bara kopiera DNA i 5 till 3 riktning. Detta betyder att den kontinuerligt kan replikera den ledande strängen när den rör sig från den initiala separationspunkten längs strängen. För att kopiera den släpande strängen måste polymeraset replikera bakåt längs strängen till den initiala separationspunkten.
Replikeringen stoppar sedan, rör sig upp strängen och rör sig bakåt igen till det segment som redan har kopierats. En serie kopplade DNA-segmentkopior som heter Okazaki-fragment produceras från den släpande strängen.
DNA-ligas
När DNA-replikationen fortskrider fortsätter DNA-ligasenzym sammanfogar Okazaki-fragmenten i en kontinuerlig tråd. Denna kombination av kontinuerlig syntes av den ledande strängen och i stycke eller diskontinuerlig replikering av den släpande strängen resulterar i två nya DNA-spiraler när segmenten av den släpande strängen har sammanfogats.
Varje ny dubbel spiral har en modersträng från den ursprungliga DNA-molekylen och en nyligen replikerad tråd, syntetiserad av DNA-polymeraset. När replikationen har avslutats framgångsrikt, finns det ingen skillnad i de två kopiorna av den ursprungliga DNA-molekylen, även om den ena härleddes genom kontinuerlig replikering medan den andra hade diskontinuerlig DNA-replikation.