Replikacija DNK
Replikacija DNK, polimerizacija DNK ili udvostručivanje DNK proces je u kojem se jedna molekula DNK udvostručuje odnosno od prvotne DNK nastaju dvije istovjetne kopije. [1] Događa se prilikom rasta i razmnožavanja, prije dijeljenja stanice.[1] Nukleinske kiseline jedine su molekule u živom svijetu koje mogu stvoriti istovjetne kopije.[1]
Proces pojednostavnjuje dvolančana struktura DNK. Dva međusobno komplementarna i antiparalelna (suprotna) lanca u replikaciji se odvajaju slično patent-zatvaraču i otvaraju se nukleotidima iz okoline. Pri ovome neke sekvencije DNK imaju specifični afinitet za proteine koji vežu DNK (eng. DNA binding proteins) i igraju veliku ulogu u replikaciji, ali i transkripciji.
Roditeljski lanci služe kao kalupi.[1] Svaki lanac iz početne DNK nalazi se u dvjema novonastalim molekulama. Svaka od dviju novosintetiziranih molekula DNK sadrži po jedan lanac roditeljske DNK i jedan lanac nove DNK (tzv. semikonzervativna replikacija). Smjer polimeriziranja roditeljskog lanca je od 5' - 3' kraja.[2]
Novi lanac stvaraju enzimi, od kojih u replikaciji najvažniju ulogu imaju nukleaza, ligaza i polimeraza.[3]
To čine tražeći komplementarnu bazu iz okoline te tvore novi lanac DNK. Baza sa roditeljskog lanca određuje bazu na novom lancu radi komplementarnosti. Na taj se način u stanici repliciranjem stvore dvije nove kopije vlastite DNK.
Transkripcija u RNK lanac za razliku od replikacije DNK, uključuje bazu uracil (U) na mjestima gdje bi se, u DNK lancu, pojavio timin (T).
crvena brojka 1: tromi lanac
crvena brojka 2: vodeći lanac
3: DNK polimeraza (Polα)
4: DNK ligaza
5: DNK početnica
6: DNK primaza
7: Okazakijev fragment
8: DNK polimeraza (Polδ)
9: helikaza
10: proteini koji vežu DNK
11: topoizomeraza
Stupnjevi repliciranja DNK su odmatanje i razdvajanje polinukleotidnih lanaca uzvojnice DNK, slijedi komplementarno sparivanje baza i zatim polimeriziranje nukleotida. DNK se replicira počevši od mjesta zvanog ishodište replikacije, koje je kod malih molekula poput prokariotskih, virusnih ili organelnih samo jedno, a kod eukariotskih organizama ih ima više tisuća. Molekulu ili njen dio koji se replicira nazivamo replikon. Dvostruka uzvojnica se odmotava djelovanjem enzima topoizomeraze i DNK helikaze. Područje sintetiziranja DNK nazivamo replikacijske rašlje (vilice). One se kreću od ishodišta replikacije u suprotnim pravcima.[1][4]
Vodeći lanac DNK u rašljama sintetizira se u smjeru kretanja i kontinuirano. Sinteza na ovom kalupu je 3' - 5'.[2] Proces kataliziranja nukleotida katalizira enzim DNK polimeraza prema načelu komplementarnog sparivanja baza. Za razliku od vodećeg lanca, tromi (usporeni) lanac DNK sintetizira se suprotno od kretanja replikacijski rašlji i diskontinuirano.[1] Sinteza na ovom kalupu je 5' - 3'.[2]
Prvo što nastane su Okazakijevi fragmenti. Oni su kratki ulomci DNK. Sintetiziraju se prema natrag u odnosu a smjer kretanja replikacijskih rašlji. Svaki se fragment sintetizira tako da se prvo sintetizira početnica (klice, začetnice)[2][5] (kratki ulomak DNK). Proces nastavljaju DNK polimeraze, koja poslije uklanja svaku pogrešno ugrađeni nukleotid u DNK. Nukleaze i polimeraze potom uklanjaju početnice. Djelovanjem DNK ligaze spajaju se Okazakijevi fragmenti.[2] Za razliku od DNK gdje postoji sustav koji popravlja pogreške, čime se osigurava istovjetnost kopije, kod RNK toga nema zbog čega se kod nekih organizama poput RNK virusa razvijaju česte mutacije.[1]
Referencije
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 "replikacija". Hrvatska enciklopedija. Leksikografski zavod Miroslav Krleža. http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=52496 Pristupljeno 3. prosinca 2014.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 "DNA i replikacija". DNA i replikacija. Medicinski fakultet u Rijeci. http://www.medri.uniri.hr/katedre/Biologija/dsi/biologija/dokumenti/pdf/Microsoft%20PowerPoint%20-%20DNA%20I%20REPLIKACIJA.pdf Pristupljeno 3. prosinca 2014.
- ↑ "replikacija". Proleksis enciklopedija. Leksikografski zavod Miroslav Krleža. http://proleksis.lzmk.hr/3346/ Pristupljeno 3. prosinca 2014.
- ↑ "DNK". Šumarska genetika. Šumarski fakultet u Zagrebu. http://www.sumfak.unizg.hr/Upload/Oglasna%20ploca/Sumarska%20genetika/Dna%20i%20ostalo.pdf Pristupljeno 29. prosinca 2014.
- ↑ "početnica, starter molekula". Portal o biološkoj sigurnosti, Biosafety GMO portal. Ministarstvo zaštite i prirode Republike Hrvatske. http://www.gmo.hr/cro/Dodatni-sadrzaji/Pojmovnik/pocetnica-starter-molekula Pristupljeno 3. prosinca 2014.
Vanjske poveznice
- Kemijsko tehnološki fakultet u Splitu Replikacija, transkripcija, translacija
- Šumarski fakultet u Zagrebu Osnove nasljeđivanja