DNA Replikation

Bevor Gene von Elternzellen an ihre Nachkommen weitergegeben werden kann, hat eine Kopie des Genoms in einem Verfahren hergestellt werden, genannt replication. Für runde Chromosomen, wie diejenigen, die in Bakterien und Archaeen, beginnt die Replikation am Ursprung der Replikation und geht in zwei Richtungen von diesem Punkt entfernt, gleichzeitig.

bild0.jpg

Die Schritte in der DNA-Replikation beteiligt sind, müssen in einer genauen Reihenfolge geschehen:

  1. Supercoiled doppelsträngiges DNA wird durch ein Enzym namens entspannt Topoisomerase (oder Gyrase) Und dann durch ein Enzym namens abgespult Helikase, das öffnet die beiden Stränge in einem Bereich zu einer Zeit.

  2. NUKLEOTIDE Basen passend durch das Abwickeln Basenpaar mit ihrem Spiel ausgesetzt.

    das Enzym DNA-Polymerase schließt sich dann diese Basen miteinander durch die Bildung einer Bindung zwischen dem Phosphat eines Nukleotids Katalysieren und dem Zucker (Desoxyribose) eines benachbarten Nukleotids. Dieses Enzym hat eine Korrekturlesefunktion, alle fälschlicherweise hinzugefügt Nukleotide zu korrigieren.

  3. Die Enzyme bewegen weiter entlang, den nächsten Abschnitt der DNA Abwickeln, so dass mehr Nukleotide können die wachsende Kette des neuen DNA-Strang verbinden.

Der Ort, an dem all dies geschieht genannt wird Replikationsgabel. Weil jeder Strang eines doppelsträngigen DNA-Moleküls in eine der beiden letzten Kopien der neuen DNA-Moleküle eingebaut wird, wird der Prozess aufgerufen semikonservative Replikation.


DNA-Polymerase kann nur Basen in der 5'-3'-Richtung hinzuzufügen, so schreitet die Replikation unterschiedlich auf die beiden Stränge der DNA in der Replikationsgabel.

image1.jpg

Ein Strang heißt die führenden Strang. Basen werden glatt in der 5 '→ 3'-Richtung versetzt. Der andere Strang wird genannt Folgestrang. kurze DNA-Stücke Dort (genannt Okazaki-Fragmente) Durch DNA-Polymerase mit Hilfe eines kurzen RNA-Primer und dann miteinander verbunden durch ein anderes Enzym hergestellt genannt DNA-Ligase.

Die 5 'und 3'-Enden der DNA (sprich fünf Haupt- und drei prime) sind die beiden Enden des DNA-Einzelstrang. Weil doppelsträngige DNA aus zwei solcher Stränge in entgegengesetzten Richtungen durchgeführt wird, geht ein Strang in 5 '→ 3'-Richtung und die andere geht in der 3' nach 5'-Richtung. Sie sind in ihren Grundgerüsten diese Weise für die Kohlenstoffatome in den Pentosezucker genannt.

Nach der DNA-Replikation abgeschlossen hat die Zelle zwei Kreis Chromosomen von einem erzeugt. Jedes von diesen wird dann ein Teil einer neuen Zelle während der Zellteilung.

image2.jpg

Der Kern in Eukaryoten macht die Dinge komplizierter. Replikation eines linearen Chromosom passiert etwas anders, als es für eine kreisförmige Chromosom tut, weil DNA-Polymerase die Replikation von jedem Ende der DNA statt von einem Ursprungspunkt in der Mitte beginnen.

Die Schritte sind die gleichen wie für Bakterien mit ein paar zusätzlichen Proteine ​​beteiligt. Ein Protein, insbesondere Telomerase, stellt sicher, dass die Enden der Chromosomen kopiert es nicht jedes Mal kürzer. Telomerase verlängert die Enden des Chromosoms durch wiederholte sequences- Addiert man diese wiederholten Sequenzen genannt Telomere.

Nach der Replikation aber vor der Zellteilung werden die Chromosomen in eine Form sehr kondensiert genannt Heterochromatin, die mit einem Mikroskop zu sehen. Als nächstes disassembliert der Kern so, dass Kopien der Chromosomen können in zwei Richtungen getrennt werden.

Ein weiteres wichtiges Merkmal von eukaryotischen Chromosomen sind Romeren, Bereiche des Chromosoms, wo Spindelfasern während der Zellteilung befestigen. Weder Telomere noch Zentromeren enthalten genes- sie nur strukturelle Teile des Chromosoms sind. Nach der Zellteilung stattgefunden hat, zwei Kerne bilden Zelle rund um die Chromosomen in jeder Tochter.

image3.jpg

Eukaryotischen Organismen können eine oder zwei Kopien der Chromosomen in der Zelle haben. Wenn zwei Kopien trägt, wird der Organismus gesagt sein diploid- wenn eine Kopie trägt, wird der Organismus gesagt sein haploid. Wenn eukaryotischen Zellen ihre DNA vor der Zellteilung repliziert es heißt Mitose.

Sowohl haploiden und diploiden Organismen durchlaufen Mitose und Zellteilung, bei denen sie sicherstellen, dass die gleiche Anzahl von Chromosomen in jeder resultierenden Zelle zu haben, die sie mit gestartet.

Eine andere Art der Replikation, genannt Meiose, wird verwendet, um aus einer diploiden Stufe zu einer haploiden die Bühne zu gehen. Meiose umfasst erste Trennung der beiden Kopien der Chromosomen aus der diploiden Zelle, zwei haploiden Zellen während der Zellteilung zu machen.

Als nächstes passieren wieder die DNA-Replikation und Zellteilung auf diese beiden haploiden Zellen vier Final haploiden Zellen zu geben. In komplexen eukaryotischen Organismen, das sind die verwendeten Zellen für eine Wiedergabe (Ei und Spermium), aber in eukaryotischen Mikroorganismen diese die Sporen.

Die folgende Abbildung zeigt sowohl die Meiose und Mitose.

image4.jpg