Replikace v biologii je důležitým molekulárním procesem buněk těla

Nukleové kyseliny hrají důležitou roli při zajišťování životně důležité činnosti buněk živých organismů. Důležitým představitelem této skupiny organických sloučenin je DNA, která nese všechny genetické informace a je zodpovědná za projev potřebných vlastností.

Co je to replikace?

Při procesu dělení buněk je nutné zvýšit množství nukleových kyselin v jádře, takže v procesu nedochází ke ztrátě genetické informace. V biologii je replikace duplikací DNA syntézou nových řetězců.

Hlavním cílem tohoto procesu je přenos genetické informace dceřinné buňky v nezměněné formě bez jakýchkoliv mutací.

Enzymy a proteiny replikace

Zdvojení molekuly DNA může být porovnáváno s jakýmkoli metabolickým procesem v buňce, pro kterou jsou potřebné vhodné proteiny. Vzhledem k tomu, že v replikaci biologie je důležitou složkou buněčného dělení, je zde zahrnuto mnoho pomocných peptidů.

• DNA polymeráza je nejdůležitější redukční enzym, který je odpovědný za syntézu dceřiného řetězce deoxyribonukleové kyseliny. V cytoplazmě buněk během procesu replikace je povinnost přítomnosti nukleových trifosfátů, které přinášejí všechny nukleové báze.

Tyto báze jsou monomery nukleových kyselin, proto je z nich vytvořen celý řetězec molekuly. DNA polymeráza je zodpovědná za montážní proces ve správném pořadí, jinak nevyhnutelný výskyt všech druhů mutací.

• Primasa je protein, který je zodpovědný za tvorbu primeru na templátovém řetězci DNA. Tento primer se nazývá také primer, má strukturu RNA. U enzymu DNA polymerázy je důležitá přítomnost počátečních monomerů, z nichž je možná další syntéza celého polynukleotidového řetězce. Tato funkce se provádí pomocí primeru a jeho odpovídajícího enzymu.
• Helicase (Helicase) tvoří replikační vidličku, což je rozpor maticových řetězců rozbitím vodíkových vazeb. Takže je pro polymerasy snadnější přistupovat k molekule a zahájit syntézu.
• Topoizomeráza. Pokud si představíme molekulu DNA ve formě zkrouceného provazu, když se polymeráza bude pohybovat po řetězci, vznikne díky silnému zkroucení kladné napětí. Tento problém je řešen topoizomerázou, enzymem, který řetězec krátce rozkládá a rozkládá celou molekulu. Poté je poškozené místo znovu zasešeno a DNA nemá napětí.
• SSB-proteiny, jako je seskupení, jsou připojeny k DNA řetězců v replikační vidlice, aby se zabránilo opětovné tvorbě vodíkových vazeb před koncem procesu replikace.
• Ligase. Funkce enzymu je šití fragmentů Ozakaki na zaostávající řetězec DNA molekuly. K tomu dochází vyříznutím primerů a vkládáním na jejich místo původních monomerů deoxyribonukleové kyseliny.

V biologii, replikace je komplexní, vícestupňový proces, který je nesmírně důležitý v buněčném dělení. Proto je pro efektivní a správnou syntézu nezbytné použití různých proteinů a enzymů.

Mechanismus reduplikace

Existují 3 teorie, které vysvětlují proces zdvojování DNA:

1. Konzervativní tvrdí, že jedna dceřinná molekula nukleové kyseliny má matricovou povahu a druhá je zcela syntetizována od začátku.
2. Semikonzervativu navrhuje Watson a Crick a potvrzuje se v roce 1957 v experimentech na E. Coli. Tato teorie říká, že obě dceřiné DNA molekuly mají jeden starý řetězec a jeden nově syntetizovaný.
3. Disperzní mechanismus je založen na teorii, že dceřiné molekuly mají na celé délce střídavých úseků, které se skládají jak ze starých, tak z nových monomerů.

Nyní je semikonzervativní model vědecky dokázán. Co je replikace na molekulární úrovni? Na začátku helikázy se vodíkové vazby molekuly DNA rozpadají, čímž se otevřou oba řetězce pro polymerázový enzym. Ta druhá, po vzniku semen, začíná syntézu nových řetězců ve směru 5rsquo-3rsquo-.

Vlastnost antiparalelnosti DNA je hlavním důvodem pro vznik předních a zaostávajících řetězců. DNA polymerázové řetězové pohybuje kontinuálně vede a zaostává tvoří Okazaki fragmenty, které jsou spojeny pomocí ligázou v budoucnu.

Vlastnosti replikace

Kolik DNA molekul v jádře po replikaci? Samotný proces zahrnuje zdvojení genetického souboru buňky, takže v syntetickém období mitózy má diploidní soubor dvakrát více molekul DNA. Takový záznam je obvykle označen jako 2n 4c.

Kromě biologického významu replikace vědci našli uplatnění procesu v různých oblastech lékařství a vědy. Pokud replikaci v biologii - zdvojnásobení DNA, množení in vitro molekul nukleových kyselin použité k vytvoření několika tisíc kopií.

Tato metoda se nazvala polymerázová řetězová reakce (PCR). Mechanismus tohoto procesu je podobný replikaci in vivo, proto se pro jeho průběh používají podobné enzymy vyrovnávací systémy.

Závěry

Replikace má důležitý biologický význam pro živé organismy. Přenos genetické informace do buněčného dělení není bez zdvojení molekul DNA, proto je koordinovaná práce enzymů důležitá ve všech fázích.