Αντιγραφή DNA - Βιολογία 10ης τάξης

Αντιγραφή DNA

• Η αντιγραφή του DNA γίνεται με ημισυντηρητικό τρόπο.
• Η αντιγραφή γίνεται με ακρίβεια και ταχύτητα.
• Η αντιγραφή πραγματοποιείται από ένα σύμπλοκο πρωτεϊνών.
• Το σύμπλοκο πρωτεϊνών "αντιγραφικής μηχανής" παράγει δύο πλήρεις διπλές έλικες από το αρχικό μόριο του DNA.

Η αντιγραφή του DNA διευκολύνεται από το ζευγάρωμα των βάσεων

• Η επιλεκτική σύνδεση μεταξύ νουκλεοτιδίων (Α με Τ, και G με C) διευκολύνει την αντιγραφή.
• Ο κάθε κλώνος λειτουργεί ως εκμαγείο για τη σύνθεση του συμπληρωματικού κλώνου.

Σημεία έναρξης της αντιγραφής

• Η αντιγραφή ξεκινά με ειδικές εναρκτήριες πρωτεΐνες.
• Οι αφετηρίες (σημεία έναρξης) της αντιγραφής είναι συγκεκριμένες αλληλουχίες του DNA.
• Σε κάθε αφετηρία αντιγραφής σχηματίζονται δύο διχάλες αντιγραφής που απομακρύνονται από την αφετηρία προς αντίθετες κατευθύνσεις.

Η σύνθεση του DNA πραγματοποιείται στις διχάλες αντιγραφής

• Η αντιγραφική μηχανή μετακινείται κατά μήκος του DNA.
• Η αντιγραφική μηχανή ανοίγει τους δύο κλώνους της διπλής έλικας.
• Χρησιμοποιεί τον κάθε κλώνο ως εκμαγείο για τη σύνθεση ενός θυγατρικού κλώνου.
• Οι διχάλες μετακινούνται γρήγορα.

DNA πολυμεράση

• Η DNA πολυμεράση συνθέτει το νέο DNA χρησιμοποιώντας ως εκμαγείο έναν από τους παλαιούς κλώνους.
• Η DNA πολυμεράση καταλύει την προσθήκη νουκλεοτιδίων στο 3' άκρο του επιμηκυνόμενου κλώνου, μέσω του σχηματισμού ενός φωσφοδιεστερικού δεσμού.
• Η DNA πολυμεράση δεν αποσυνδεέται από το DNA κάθε φορά που προσθέτει ένα νουκλεοτίδιο.

Η πολικότητα των κλώνων του DNA σε μια διχάλα αντιγραφής

• Η DNA πολυμεράση καταλύει την αύξηση μιας αλυσίδας DNA μόνο προς μία κατεύθυνση.
• Υπάρχουν δύο είδη κλώνων: ο προπορευόμενος κλώνος (leading strand) και ο καθυστερημένος κλώνος (lagging strand).

Ιδιότητες DNA Πολυμεράσης

• Η DNA πολυμεράση παρακολουθεί αυστηρά το ζευγάρωμα των βάσεων και καταλύει την αντίδραση μόνο αν το ζευγάρωμα είναι σωστό.
• Αν η DNA πολυμεράση κάνει λάθος, μπορεί να το διορθώσει.
• Η DNA πολυμεράση διαθέτει δύο πολύ ακριβείς δραστηριότητες: πολυμερισμού 5'→ 3΄ και διόρθωσης δοκιμίου 3΄→ 5΄.

Η DNA πολυμεράση διορθώνει τα λάθη της

• Η DNA πολυμεράση ελέγχει την ακρίβεια της αντιγραφής και απομακρύνει τα λανθασμένα νουκλεοτίδια.

Η τελομεράση αντιγράφει τα άκρα των ευκαρυωτικών χρωμοσωμάτων

• Η τελομεράση αντιγράφει τα άκρα των ευκαρυωτικών χρωμοσωμάτων προσθέτοντας επαναλήψεις σε αυτά.
• Αυτό αποτρέπει τη μείωση του μήκους των χρωμοσωμάτων σε κάθε κυτταρική διαίρεση.

Εκκινητές για τη σύνθεση του DNA

• Η DNA πολυμεράση δεν μπορεί να ξεκινήσει τη σύνθεση ενός νέου κλώνου.
• Η πριμάση δημιουργεί αρχικά ένα μικρό τμήμα RNA (εκκινητή) για να ξεκινήσει η σύνθεση του DNA.
• Το RNA εκκινητή αντικαθίσταται με DNA.

Η σύνθεση κλασμάτων DNA στον καθυστερημένο κλώνο

• Η σύνθεση του καθυστερημένου κλώνου γίνεται με μικρά τμήματα DNA (κλάσματα Okazaki).
• Απαιτούνται τρία ένζυμα για να συντελεστεί αυτή η διαδικασία: μία νουκλεάση, μία DNA πολυμεράση και το ένζυμο λιγάση του DNA.

Διαφορετικές πρωτεΐνες σχηματίζουν μία «αντιγραφική μηχανή»

• Η "αντιγραφική μηχανή" αποτελείται από διάφορες πρωτεΐνες, οι οποίες προωθούν τη διχάλα αντιγραφής και συνθέτουν νέο DNA.
• Η μηχανή αποτελείται από μεγάλο πολυενζυμικό σύμπλοκο που μετακινείται.
• Αυτό επιτρέπει τη συντονισμένη σύνθεση και των δύο κλώνων.  

Βιβλιογραφία

• Λίστα βιβλίων που αναφέρονται ως πηγές.

Αυτό το κουίζ εξετάζει τη διαδικασία της αντιγραφής του DNA, περιγράφοντας τον ημισυντηρητικό τρόπο και τη σημασία του ζευγαρώματος των βάσεων. Θα μάθετε για το ρόλο των πρωτεϊνών και τα σημεία έναρξης της αντιγραφής. Βρείτε απαντήσεις σε ερωτήσεις που αφορούν τη σύνθεση του DNA και τις διχάλες αντιγραφής.