Apa garpu replikasi?



itu garpu replikasi itu adalah titik di mana replikasi DNA terjadi, itu juga disebut titik pertumbuhan. Ini memiliki bentuk Y, dan saat replikasi berlangsung, jepit rambut digantikan oleh molekul DNA.

Replikasi DNA adalah proses seluler yang melibatkan duplikasi materi genetik dalam sel. Struktur DNA adalah heliks ganda, dan untuk mereplikasi isinya, ia harus dibuka. Setiap untai akan menjadi bagian dari rantai DNA baru, karena replikasi adalah proses semikonservatif.

Garpu replikasi dibentuk hanya antara persimpangan antara templat yang baru dipisahkan atau rantai templat dan DNA dupleks yang belum diduplikasi. Saat memulai replikasi DNA, salah satu helai dapat dengan mudah diduplikasi, sedangkan untai lainnya menghadapi masalah polaritas.

Enzim yang bertanggung jawab untuk mempolimerisasi rantai - DNA polimerase - hanya mensintesis untai DNA ke arah 5'-3 '. Dengan demikian, satu untai bersifat kontinu dan yang lainnya menderita replikasi yang terputus-putus, menghasilkan fragmen-fragmen Okazaki.

Indeks

  • 1 Replikasi DNA dan garpu replikasi
    • 1.1 Replikasi searah dan dua arah
    • 1.2 Enzim yang terlibat
    • 1.3 Mulai replikasi dan pembentukan fork
    • 1.4 Perpanjangan dan pergerakan garpu
    • 1.5 Pengakhiran
  • 2 Replikasi DNA bersifat semikonservatif
  • 3 Masalah polaritas
    • 3.1 Cara kerja polimerase?
    • 3,2 Produksi fragmen Okazaki
  • 4 Referensi

Replikasi DNA dan garpu replikasi

DNA adalah molekul yang menyimpan informasi genetik yang diperlukan dari semua organisme hidup - dengan pengecualian beberapa virus.

Polimer besar ini terdiri dari empat nukleotida yang berbeda (A, T, G dan C) berada di dalam nukleot eukariota, di setiap sel yang membentuk jaringan makhluk ini (kecuali dalam sel darah merah mamalia matang, yang kekurangan inti).

Setiap kali sel membelah, DNA harus direplikasi untuk berasal sel anak dengan bahan genetik.

Replikasi searah dan dua arah

Replikasi dapat searah atau dua arah, tergantung pada pembentukan garpu replikasi pada titik asal.

Secara logis, dalam kasus replikasi dalam satu arah, hanya satu garpu yang terbentuk, sedangkan dalam replikasi dua arah dua garpu terbentuk.

Enzim terlibat

Untuk proses ini, diperlukan mesin enzimatik yang kompleks, yang bekerja dengan cepat dan yang dapat mereplikasi DNA dengan cara yang tepat. Enzim yang paling penting adalah DNA polimerase, DNA primase, DNA helicase, DNA ligase dan topoisomerase.

Mulai dari replikasi dan pembentukan garpu

Replikasi DNA tidak dimulai di sembarang tempat di dalam molekul. Ada bagian spesifik dalam DNA yang menandai awal replikasi.

Pada kebanyakan bakteri, kromosom bakteri memiliki titik awal yang kaya AT tunggal. Komposisi ini logis, karena memfasilitasi pembukaan wilayah (pasangan AT bergabung dengan dua jembatan hidrogen, sedangkan pasangan GC dengan tiga).

Ketika DNA mulai terbuka, struktur berbentuk Y terbentuk: garpu replikasi.

Perpanjangan dan pergerakan garpu

DNA polimerase tidak dapat memulai sintesis rantai anak dari awal. Anda memerlukan molekul yang memiliki ujung 3'sehingga polimerase memiliki tempat untuk memulai polimerisasi.

Ujung 3 'bebas ini ditawarkan oleh molekul kecil nukleotida yang disebut primer atau primer. Yang pertama bertindak sebagai semacam pengait untuk polimerase.

Dengan proses replikasi, garpu replikasi memiliki kemampuan untuk bergerak di sepanjang DNA. Nada garpu replikasi menyisakan dua molekul DNA pita tunggal yang mengarahkan pembentukan molekul anak pita ganda.

Garpu dapat bergerak maju berkat aksi enzim helicase yang mengurai molekul DNA. Enzim ini memecah ikatan hidrogen antara pasangan basa dan memungkinkan perpindahan garpu.

Pengakhiran

Replikasi diakhiri ketika dua garpu berada pada 180 ° C dari asalnya.

Dalam hal ini, kita berbicara tentang bagaimana proses replikasi dalam bakteri mengalir dan perlu untuk menyoroti seluruh proses torsi molekul melingkar yang melibatkan replikasi. Topoisomerases memainkan peran penting dalam penguraian molekul.

Replikasi DNA bersifat semikonservatif

Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana replikasi terjadi dalam DNA? Dengan kata lain, double helix harus muncul dari double helix, tetapi bagaimana itu bisa terjadi? Selama beberapa tahun, ini adalah pertanyaan terbuka di kalangan ahli biologi. Mungkin ada beberapa permutasi: dua untaian lama bersama-sama dan dua untaian baru bersama-sama, atau utas baru dan yang lama untuk membentuk heliks ganda.

Pada tahun 1957, pertanyaan ini dijawab oleh peneliti Matius Meselson dan Franklin Stahl. Model replikasi yang diusulkan oleh penulis adalah semikonservatif.

Meselson dan Stahl menyatakan bahwa hasil replikasi adalah dua molekul DNA beruntai ganda. Setiap molekul yang dihasilkan terdiri dari untai lama (dari induk atau molekul awal) dan untai baru yang baru disintesis..

Masalah polaritas

Cara kerja polimerase?

DNA helix dibentuk oleh dua rantai yang berjalan secara antiparalel: satu berjalan ke arah 5'-3 'dan 3'-5' lainnya.

Enzim yang paling penting dalam proses replikasi adalah DNA polimerase, yang bertanggung jawab untuk mengkatalisasi pengikatan nukleotida baru yang akan ditambahkan ke rantai. DNA polimerase hanya dapat memperpanjang rantai ke arah 5'-3 '. Fakta ini menghalangi duplikasi rantai secara simultan dalam garpu replikasi.

Mengapa Penambahan nukleotida terjadi pada ujung bebas 3'Di mana ditemukan gugus hidroksil (-OH). Jadi, hanya satu rantai yang dapat dengan mudah diamplifikasi dengan penambahan terminal nukleotida ke ujung 3 '. Ini disebut untaian konduktif atau kontinu.

Produksi fragmen Okazaki

Untai lainnya tidak dapat memanjang, karena ujung bebas adalah 5 'dan bukan 3' dan tidak ada polimerase mengkatalisis penambahan nukleotida ke ujung 5 '. Masalahnya diselesaikan dengan sintesis beberapa fragmen pendek (130 hingga 200 nukleotida), masing-masing dalam arah replikasi normal dari 5 'sampai 3'.

Sintesis fragmen yang terputus-putus ini berakhir dengan penyatuan masing-masing bagian, suatu reaksi yang dikatalisis oleh DNA ligase. Untuk menghormati penemu mekanisme ini, Reiji Okazaki, segmen kecil yang disintesis disebut fragmen dari Okazaki.

Referensi

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2015). Biologi sel esensial. Ilmu Garland.
  2. Cann, I. K., & Ishino, Y. (1999). Replikasi DNA Archaeal: mengidentifikasi potongan-potongan untuk memecahkan teka-teki. Genetika, 152(4), 1249-67.
  3. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2004). Sel: Pendekatan molekuler. Medicinska naklada.
  4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). Berbagai fungsi DNA polimerase. Ulasan kritis dalam ilmu tanaman, 26(2), 105-122.
  5. Lewin, B. (2008). gen IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
  6. Shcherbakova, P. V., Bebenek, K., & Kunkel, T. A. (2003). Fungsi polimerase DNA eukariotik. KE SAGE Sains, 2003(8), 3.
  7. Steitz, T. A. (1999). DNA polimerase: keragaman struktural dan mekanisme umum. Jurnal Kimia Biologis, 274(25), 17395-17398.
  8. Watson, J. D. (2006). Biologi molekuler gen. Ed. Panamericana Medical.
  9. Wu, S., Beard, W. A., Pedersen, L. G., & Wilson, S. H. (2013). Perbandingan struktural arsitektur DNA polimerase menunjukkan gerbang nukleotida ke situs aktif polimerase. Ulasan kimia, 114(5), 2759-74.