DNA-replicatie in prokaryoten en eukaryoten (647 woorden)
Handige notities over DNA-replicatie in prokaryoten en eukaryoten!
DNA-replicatie in prokaryoten en virussen:
De prokaryoten, zoals bacteriën, bezitten een enkele cirkelvormige molecule van DNA. Dit type DNA-molecuul is veel kleiner in vergelijking met een enkel chromosoom van een eukaryote. In dit circulaire DNA-molecuul is er maar één oorsprong van replicatie.
Afbeelding Courtesy: cdn.physorg.com/newman/gfx/news/hires/2012/apathwaytoby.jpg
Vanaf dit punt van oorsprong bewegen twee replicatievorken in tegengestelde richting en komen uiteindelijk halverwege de cirkel bij de aansluitpunten samen. Omdat elke replicatievork een replica van het originele chromosoom maakt en daarom uiteindelijk identieke dochter-DNA-cirkels worden gevormd. In virussen is DNA ook in de vorm van enkelvoudige streng en is er slechts één oorsprong van replicatie.
DNA-replicatie in eucaryoten:
In eucaryoten met gigantische DNA-moleculen zijn er verschillende replicatieoorsprongen en kunnen ze met elkaar versmelten terwijl de replicatie aan de gang is.
Het tweede punt is dat de twee strengen van DNA moeten scheiden, voordat elke fungeert als een sjabloon voor de synthese van een nieuwe streng. Voor dit doel van afwikkeling zijn er enzymen die helicasen worden genoemd die de helix afwikkelen. Er zijn andere enzymen bekend als topoisomerasen die verantwoordelijk zijn voor het verbreken en opnieuw afsluiten van één DNA-streng.
Er is ook een primer nodig voor replicatie van DNA dat ook op de sjabloon wordt gevormd. Deze primer is eigenlijk een kort stuk RNA dat is gevormd op de DNA-matrijs en het enzym dat de RNA-bouwstenen polymeriseert, dwz A, U, G, C in de primer staat bekend als primase. De primers worden later verwijderd en de gaten die zo achterblijven worden opgevuld met deoxyribonucleotiden maken de DNA-streng ononderbroken.
Synthese van nieuwe streng:
De synthese van nieuwe DNA-strengen vindt als volgt plaats: hier speelt het enzym DNA-polymerase een belangrijke rol bij het toevoegen van de bouwstenen aan de primer in een sequentie die wordt beïnvloed door de sjabloon. Vorming van de complementaire DNA-streng kan niet beginnen zonder de vorming van een RNA-primer.
Wanneer het dubbelstrengige DNA tot een punt wordt afgewikkeld, wordt een Y-vormige structuur ontwikkeld, die replicatievork wordt genoemd. Er ontstaan nieuwe strengen uit de vork en naarmate replicatie vordert, lijkt dit alsof het punt van divergentie bij de vork in beweging is. Het enzym DNA-polymerase kan de nucleotiden alleen in de 5'-> 3'-richting polymeriseren.
Aangezien de twee strengen van het DNA in antiparallelle oriëntatie zijn gevormd, zullen de twee nieuwe strengen zich vormen doordat de groei in tegengestelde richtingen plaatsvindt. Hier vormt het enzym één nieuwe streng in een continue rek in de 5 '3' richting en dit wordt de leidende streng genoemd.
Aan de andere ouderstreng vormt het enzym opnieuw korte stukken DNA in de 5 '-> 3' richting uitgaande van een RNA-primer. De primer wordt gesynthetiseerd door de enzym-primase. Deze korte DNA-fragmenten zijn bekend als Okazaki-fragmenten en de streng wordt genoemd als achterblijvende streng, omdat het wordt gesynthetiseerd in kleine stukjes en vervolgens met elkaar worden verbonden. Deze korte fragmenten van DNA worden samengevoegd door het enzym DNA-ligase na het vervangen van de RNA-primer door DNA.
Bewijslezen en DNA-reparatie:
Tijdens DNA-replicatie introduceert de specificiteit van basenparing een hoge mate van nauwkeurigheid. Elke fout die één op 10.000 kan zijn, wordt gecorrigeerd door de verkeerde basis te verwijderen en de juiste te vervangen door herstel-enzymen.
Bacterieel DNA-polymerase kan echter het bewijs aflezen waar het teruggaat en het verkeerde verwijderen voordat het doorgaat met het toevoegen van nieuwe basen in de 5 '-> 3' richting. Dit type proeflezen zorgt voor de vorming van identieke DNA-strengen tijdens DNA-replicatie.
Soms worden abnormale basenparen gevormd in het DNA als gevolg van mutatie, die ontsnappen aan het bewijsleermechanisme van DNA-polymerase kan nog steeds worden hersteld door herstel-enzymen, die het beschadigde gebied uitsnijden en vervangen door normaal segment.
