Процесс самоудвоения молекул ДНК
Самоудвоение, или репликация ДНК, — это процесс, который позволяет клеткам создавать точные копии своей ДНК. Это важно для передачи генетической информации от клетки к клетке во время деления, а также для восстановления повреждений ДНК. Рассмотрим, как это происходит шаг за шагом.
Инициация
Репликация начинается в специальных участках ДНК, называемых точками начала репликации. Здесь фермент хеликаза разделяет две цепи ДНК, создавая так называемую "репликационную вилку".
Раскрытие цепей
Фермент ДНК-топоизомераза удаляет супервитки, которые возникают дальше по цепи из-за раскручивания двух спиралей. Хеликаза продолжает разделять цепочки, а специальные белки, называемые SSB (Single-Strand Binding proteins), стабилизируют разъединенные структуры.
Синтез наложения
Запуск нового синтеза ДНК начинается с синтеза короткого РНК-праймера при помощи фермента праймазы. Этот праймер служит стартовой точкой для ДНК-полимеразы.
Элонгация
ДНК-полимераза добавляет нуклеотиды к 3'-концу вновь синтезируемой цепи, следуя принципу комплементарности азотистых оснований: аденин связывается с тимином, а гуанин с цитозином. Новый сегмент ДНК на ведущей цепи синтезируется непрерывно.
На отстающей цепи синтез идёт фрагментами, известными как фрагменты Окадзаки, каждый из которых требует новый праймер. Это связано с тем, что синтез идёт в направлении противоположном ходу репликационной вилки.
Завершение
После того как синтез фрагментов Окадзаке завершен, РНК-праймеры удаляются, а пробелы заполняются ДНК. Наконец, фермент ДНК-лигаза соединяет все фрагменты, завершая процесс репликации и создавая непрерывную двойную спираль.
Эта способность клеток удваивать свою ДНК с высокой точностью гарантирует поддержание и передачу генетической информации в процессе деления.
Ключевые термины: репликация ДНК, хеликаза, ДНК-полимераза, фрагменты Окадзаке.
Категория: Биология
Теги: молекулярная биология, генетика, репликация ДНК