Replicarea în biologie este un proces molecular important al celulelor corpului

Acizii nucleici joacă un rol important în asigurarea activității vitale a celulelor organismelor vii. Un important reprezentant al acestui grup de compuși organici este ADN-ul, care poartă toate informațiile genetice și este responsabil pentru manifestarea caracteristicilor necesare.

Ce este replicarea?

În procesul de diviziune celulară, este necesară creșterea cantității de acizi nucleici din nucleu, astfel încât să nu existe pierderi de informații genetice în proces. În biologie, replicarea este duplicarea ADN-ului prin sinteza lanțurilor noi.

Obiectivul principal al acestui proces este transferul informații genetice celulele fiice într-o formă nemodificată, fără mutații.

Enzime și proteine ​​de replicare

Dublarea unei molecule de ADN poate fi comparată cu orice proces metabolic dintr-o celulă pentru care sunt necesare proteine ​​adecvate. Deoarece în replicarea biologică este o componentă importantă a diviziunii celulare, în consecință, aici sunt implicate multe peptide auxiliare.

• ADN polimeraza este cea mai importantă enzimă de reduplicare, care este responsabilă pentru sinteza lanțului fiică deoxiribonucleic. În citoplasma celulelor în timpul procesului de replicare, prezența trifosfatului nucleic, care aduce toate bazele nucleice, este obligatorie.

Aceste baze sunt monomeri ai acidului nucleic, prin urmare întregul lanț al moleculei este construit din ele. ADN-polimeraza este responsabilă de procesul de asamblare în ordinea corectă, altfel inevitabil apariția tuturor tipurilor de mutații.

• Primaza este o proteină care este responsabilă pentru formarea unui primer pe șirul ADN-ului șablon. Acest primer este, de asemenea, numit un primer, el are structura de ARN. Pentru enzima ADN polimerază, prezența monomerilor inițiali este importantă, din care este posibil sinteza ulterioară a întregului lanț polinucleotidic. Această funcție este efectuată de către primer și enzima corespunzătoare acestuia.
• Helicase (Helicase) formează o furculiță de replicare, care este discrepanța lanțurilor de matrice prin ruperea legăturilor de hidrogen. Prin urmare, este mai ușor ca polimerazele să se apropie de moleculă și să înceapă sinteza.
• Topoizomerază. Dacă ne imaginăm o moleculă de ADN sub forma unei frânghii răsucite, când polimeraza se mișcă de-a lungul lanțului, se va forma o tensiune pozitivă datorită răsucirii puternice. Această problemă este rezolvată de către topoizomeraza, o enzimă care rupe lanțul pentru o perioadă scurtă de timp și dezvăluie întreaga moleculă. După aceea, site-ul deteriorat este cusut din nou, iar ADN-ul nu are tensiune.
• Proteinele Ssb, cum ar fi grupurile, se atașează la catenele ADN într-o furculiță de replicare pentru a preveni re-formarea legăturilor de hidrogen înainte de sfârșitul procesului de reducere.
• Ligază. Funcția enzimei este de a cusuta fragmentele de Ozakaki pe lantul lant de molecula ADN. Acest lucru se întâmplă prin tăierea primerilor și prin introducerea în locul lor a monomerilor nativi ai acidului deoxiribonucleic.

În biologie, replicarea este un proces complex, cu mai multe etape, care este extrem de important în diviziunea celulară. Prin urmare, utilizarea unor proteine ​​și enzime diferite este necesară pentru o sinteză eficientă și corectă.

Mecanism de reduplicare

Există 3 teorii care explică procesul de dublare a ADN-ului:

1. Conservatorul susține că o moleculă de acid nucleic fiică are o natură matricială, iar a doua este complet sintetizată de la zero.
2. Semiconservativul este sugerat de Watson și Crick și confirmat în 1957 în experimente pe E. Coli. Această teorie spune că ambele molecule ale ADN-ului au un lanț vechi și unul nou sintetizat.
3. Mecanismul dispersiv se bazează pe teoria pe care moleculele fiice le au pe întreaga lungime a secțiunilor alternante, constând din monomeri vechi și noi.

Acum, un model semiconservativ a fost dovedit științific. Ce este replicarea la nivel molecular? La începutul helicazei, legăturile de hidrogen ale moleculei ADN se rup, deschizând astfel ambele lanțuri pentru enzima polimerazică. Ultimul, după formarea semințelor, începe sinteza lanțurilor noi în direcția 5rsquo-3rsquo.

Proprietatea antiparalelismului ADN-ului este principalul motiv pentru formarea unor lanțuri principale și întârziate. Pe lanțul de conducere, ADN-polimeraza se mișcă continuu, iar pe lagare formează fragmente de Okaucasia, care în viitor vor fi combinate cu ligază.

Caracteristici ale replicării

Câte molecule de ADN din nucleu după replicare? Procesul în sine implică o dublare a setului genetic al celulei, deci în perioada sintetică a mitozei, setul diploid are de două ori mai multe molecule de ADN. O astfel de intrare este de obicei marcată ca 2n 4c.

În plus față de semnificația biologică a replicării, oamenii de știință au găsit aplicarea procesului în diferite domenii ale medicinei și științei. Dacă în biologie replicarea este o dublare a ADN-ului, apoi în laborator, multiplicarea moleculelor de acid nucleic este folosită pentru a crea câteva mii de exemplare.

Această metodă a fost numită reacția în lanț a polimerazei (PCR). Mecanismul acestui proces este similar cu replicarea in vivo, prin urmare, enzimele similare sunt utilizate pentru cursul său și sisteme tampon.

constatări

Replicarea are o semnificație biologică importantă pentru organismele vii. Transferul informațiilor genetice în diviziunea celulară nu este fără dublarea moleculelor de ADN, prin urmare activitatea coordonată a enzimelor este importantă în toate etapele.