Inhoud
- Waarom de DNA-strengen een richting hebben
- Discontinue DNA-replicatie versus continue replicatie
- DNA Ligase
De genetische code van levende organismen bevindt zich in het DNA van de chromosomen. Het DNA-molecuul is een dubbele helix die bestaat uit paren van nucleotiden, elk bestaande uit een fosfaatgroep, een suikergroep en een stikstofbase. De structuur van de nucleotiden is asymmetrisch, wat betekent dat de twee strengen van het dubbele helix-DNA tegengestelde richtingen hebben.
Wanneer DNA-synthese plaatsvindt tijdens DNA-replicatie, worden de twee strengen van de dubbele helix gescheiden. Replicatie kan alleen plaatsvinden in de voorwaartse richting van elke streng. Als gevolg hiervan wordt één streng continu in voorwaartse richting gekopieerd, terwijl de andere discontinu wordt gekopieerd in segmenten die later worden verbonden.
Waarom de DNA-strengen een richting hebben
De zijkanten van de dubbele helix-DNA-moleculen bestaan uit fosfaat- en suikergroepen terwijl de sporten zijn samengesteld stikstofbasen. Volgens afspraak zijn de koolstofatomen in de koolstofketens of ringen van organische moleculen in volgorde genummerd. De koolstofatomen in de stikstofbasen zijn genummerd 1, 2, 3, enz. Om de genummerde koolstofatomen van de suikergroepen te onderscheiden, zijn deze koolstofatomen genummerd met een prime-symbool, dwz 1, 2, 3, enz., Of een prime enzovoort.
Er zijn vijf koolstofatomen in de suikergroepen, genummerd van 1 tot 5. Het 5-atoom heeft een fosfaatgroep eraan bevestigd terwijl de 3 koolstofatomen aan een OH groep. Om de zijkanten van de helix te vormen, verbindt het 5 fosfaat aan de ene kant van de suikergroep met de 3OH van het volgende nucleotide. De volgorde van deze streng is 5 tot 3.
De sporten van het helixmolecuul worden gevormd uit gekoppelde stikstofbasen. De vier basen in DNA-moleculen zijn adenine, guanine, cytosine en thymine afgekort als A, G, C en T. De A- en T-basen kunnen een link vormen en G en C kunnen linken.
Wanneer een nucleotide van de 5 tot 3 sequentieketen aan een ander nucleotide koppelt om een sport te vormen, heeft het andere nucleotide de tegenovergestelde fosfaat / OH-sequentie. Dit betekent dat de ene kant van de helix in de richting van 5 tot 3 loopt, terwijl de andere kant in de richting loopt 3 tot 5 richting.
Discontinue DNA-replicatie versus continue replicatie
DNA-synthese kan alleen plaatsvinden wanneer de twee strengen van de dubbele helix worden gescheiden. Tijdens DNA-replicatie breekt een enzym de helix en DNA-polymerase kopieert elke streng. De streng die in de richting van 5 tot 3 loopt, wordt de leidende streng genoemd, terwijl de andere streng met een sequentie van 3 tot 5 de achterblijvende streng is.
De polymerase kan alleen DNA kopiëren in de 5 tot 3 richting. Dit betekent dat het continu de leidende streng kan repliceren terwijl deze beweegt vanaf het initiële scheidingspunt langs de streng. Om de achterblijvende streng te kopiëren, moet het polymerase achteruit langs de streng repliceren naar het initiële scheidingspunt.
Replicatie stopt dan, beweegt de streng omhoog en beweegt weer achteruit naar het segment dat al is gekopieerd. Een reeks losgekoppelde DNA-segmentkopieën genoemd Okazaki-fragmenten worden geproduceerd uit de achterblijvende streng.
DNA Ligase
Naarmate de DNA-replicatie vordert, wordt de DNA-ligase-enzym voegt de Okazaki-fragmenten samen in een doorlopende streng. Deze combinatie van continue synthese van de leidende streng en stuksgewijs of discontinue replicatie van de achterblijvende streng resulteert in twee nieuwe DNA-helixen zodra de segmenten van de achterblijvende streng met elkaar zijn verbonden.
Elke nieuwe dubbele helix heeft een ouderstreng van het oorspronkelijke DNA-molecuul en een nieuw gerepliceerde streng, gesynthetiseerd door de DNA-polymerase. Wanneer de replicatie met succes is voltooid, is er geen verschil in de twee kopieën van het oorspronkelijke DNA-molecuul, hoewel de ene werd verkregen door continue replicatie terwijl de andere een discontinue DNA-replicatie had.