在复制叉是在该DNA复制的发生点,它也被称为增长点。它是Y形的,随着复制的进行,发夹移动穿过DNA分子。
DNA复制是细胞过程,涉及细胞中遗传物质的复制。DNA的结构是双螺旋,为了复制其内容,必须将其打开。每条链都将成为新DNA链的一部分,因为复制是一个半保守的过程。
资料来源:基于Gluon的Masur(西班牙语版,由Alejandro Porto撰写)
复制叉恰好在新分离的模板链或模板链与尚未复制的双链DNA之间的连接处形成。启动DNA复制时,其中一条链很容易复制,而另一条链则面临极性问题。
负责聚合链的酶-DNA聚合酶-仅在5'-3'方向合成DNA链。因此,一条链是连续的,另一条链是不连续的复制,从而产生冈崎片段。
DNA复制和复制叉
DNA是为所有活生物体(某些病毒除外)存储必要的遗传信息的分子。
这种巨大的聚合物由四个不同的核苷酸(A,T,G和C)组成,位于真核生物的核中,存在于构成这些生物组织的每个细胞中(哺乳动物的成熟红细胞除外)核心)。
每次细胞分裂时,DNA必须复制以创建具有遗传物质的子细胞。
单向和双向复制
复制可以是单向或双向的,具体取决于复制叉在原始点的形成。
逻辑上,在一个方向复制的情况下,仅形成一个发夹,而在双向复制中,形成两个发夹。
涉及的酶
对于此过程,需要一个复杂的酶促机制,该机制应能快速运行并且可以准确复制DNA。最重要的酶是DNA聚合酶,DNA primase,DNA解旋酶,DNA连接酶和拓扑异构酶。
复制开始和发夹形成
DNA复制不会在分子的任何随机位置开始。DNA中有特定的区域标记复制的开始。
在大多数细菌中,细菌染色体只有一个富含AT的起点。这种组成是合乎逻辑的,因为它有助于区域的开放(AT对通过两个氢键相连,而GC对则通过三个氢键相连)。
随着DNA开始打开,形成一个Y形结构:复制叉。
叉的伸长和运动
DNA聚合酶不能从头开始子链的合成。您需要一个具有3'末端的分子,以便聚合酶具有开始聚合的位置。
这个自由的3'末端由称为引物或引物的小核苷酸分子提供。第一种充当聚合酶的挂钩。
在复制过程中,复制叉具有沿着DNA移动的能力。复制叉的通过留下两个指导双带子分子形成的单带DNA分子。
发夹可以向前移动,这要归功于解旋DNA分子的解旋酶的作用。该酶破坏了碱基对之间的氢键,并使发夹移动。
终止
当两个发夹的起点距离为180°C时,复制完成。
在这种情况下,我们正在讨论复制过程如何在细菌中流动,有必要强调复制所暗示的圆形分子的整个扭转过程。拓扑异构酶在分子解旋中起重要作用。
DNA复制是半保守的
您是否想过DNA中复制是如何发生的?换句话说,必须从双螺旋中出现另一个双螺旋,但是它如何发生?多年来,这是生物学家提出的一个未解决的问题。可能有几个排列:两个旧链在一起,两个新链在一起,或者一个新链和一个旧链形成双螺旋。
1957年,研究人员Matthew Meselson和Franklin Stahl回答了这个问题。作者提出的复制模型是半保守的。
Meselson和Stahl认为复制的结果是两个DNA双螺旋分子。每个产生的分子由一条旧链(来自母体或初始分子)和一条新合成的新链组成。
极性问题
聚合酶如何起作用?
DNA螺旋由两条反向平行的链组成:一条沿着5'-3'方向延伸,另一条沿着3'-5'方向延伸。
复制过程中最突出的酶是DNA聚合酶,它负责催化将要添加到链中的新核苷酸的结合。DNA聚合酶只能在5'-3'方向延伸链。这一事实阻碍了复制叉中链的同时复制。
为什么?核苷酸的添加发生在具有羟基(-OH)的自由端3'。因此,通过将核苷酸末端添加到3'末端可以容易地扩增仅一条链。这称为导电或连续股。
冈崎碎片的生产
另一条链不能拉长,因为自由端是5',而不是3',而且聚合酶都没有催化将核苷酸加到5'端。通过合成多个短片段(130至200个核苷酸)解决了该问题,每个短片段均以正常复制方向从5´到3´复制。
片段的这种不连续合成以每个部分的结合而结束,这是由DNA连接酶催化的反应。为了纪念这种机制的发现者冈崎礼治,这些小的合成片段称为冈崎片段。
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