ANO ANG REPLICATION TINIDOR? - BIOLOGY - 2026

Ang tinitiklop na tinidor ay ang punto kung saan nangyayari ang pagtitiklop ng DNA, tinawag din itong paglago. Ito ay hugis-Y, at habang nagaganap ang pagtitiklop, ang hairpin ay gumagalaw sa pamamagitan ng molekula ng DNA.

Ang pagtitiklop ng DNA ay ang proseso ng cellular na nagsasangkot sa pagdoble ng genetic material sa cell. Ang istraktura ng DNA ay isang double helix, at upang kopyahin ang nilalaman nito ay dapat itong mabuksan. Ang bawat isa sa mga strands ay magiging bahagi ng bagong DNA chain, dahil ang pagtitiklop ay isang semi-conservative na proseso.

Pinagmulan: Masur batay sa Gluon (Spanish bersyon ni Alejandro Porto)

Ang mga form ng pagtitiklop ng tinidor ay tiyak na nasa pagitan ng kantong sa pagitan ng mga bagong hiwalay na template o mga strand ng template at ang duplex DNA na hindi pa nai-duplicate. Kapag sinimulan ang pagtitiklop ng DNA, ang isa sa mga strand ay madaling madoble, habang ang iba pang mga strand ay nahaharap sa isang problema sa polaridad.

Ang enzyme na namamahala sa polymerizing chain - DNA polymerase - synthesize lamang ang DNA strand sa direksyon na 5'-3 '. Kaya, ang isang strand ay tuluy-tuloy at ang iba pang sumasailalim sa walang tigil na pagtitiklop, na bumubuo ng mga fragment ng Okazaki.

Replication ng DNA at pagtitiklop ng tinidor

Ang DNA ay ang molekula na nag-iimbak ng kinakailangang impormasyon ng genetic para sa lahat ng mga nabubuhay na organismo - maliban sa ilang mga virus.

Ang napakalaking polimer na binubuo ng apat na magkakaibang mga nucleotides (A, T, G at C) ay naninirahan sa nucleus ng eukaryotes, sa bawat isa sa mga cell na bumubuo sa mga tisyu ng mga nilalang na ito (maliban sa mga mature red cells ng dugo ng mga mammal, na kulang pangunahing).

Sa bawat oras na naghahati ang isang cell, dapat magtiklop ang DNA upang lumikha ng isang selula ng anak na babae na may genetic na materyal.

One-way at two-way na pagtitiklop

Ang pagtitiklop ay maaaring unidirectional o bidirectional, depende sa pagbuo ng pagtitiklop ng tinidor sa puntong pinagmulan.

Ang lohikal, sa kaso ng pagtitiklop sa isang direksyon lamang ang isang hairpin ay nabuo, habang sa bidirectional replication dalawang hairpins ang nabuo.

Kasangkot ang mga enzim

Para sa prosesong ito, kinakailangan ang isang kumplikadong makinarya ng enzymatic, na mabilis na gumagana at maaaring tumpak na kopyahin ang DNA. Ang pinakamahalagang mga enzyme ay ang DNA polymerase, DNA primase, DNA helicase, DNA ligase, at topoisomerase.

Simula ng pagtitiklop at pagbuo ng hairpin

Ang pagtitiklop ng DNA ay hindi nagsisimula sa anumang random na lugar sa molekula. May mga tiyak na rehiyon sa DNA na minarkahan ang pagsisimula ng pagtitiklop.

Sa karamihan ng mga bakterya, ang bakterya na kromosoma ay may isang solong simula ng AT-rich point. Ang komposisyon na ito ay lohikal, dahil pinadali nito ang pagbubukas ng rehiyon (ang mga pares ng AT ay sumali sa pamamagitan ng dalawang hydrogen bond, habang ang GC pares ng tatlo).

Habang nagsisimula ang pagbukas ng DNA, isang form na istraktura ng Y ang hugis: ang pagtitiklop na tinidor.

Pagtanggal ng tinidor at paggalaw

Hindi masisimulan ng polymerase ng DNA ang anak na synthes ng chain mula sa simula. Kailangan mo ng isang molekula na mayroong 3 'end upang ang polymerase ay may isang lugar upang simulan ang polymerizing.

Ang libreng 3 'end na ito ay inaalok ng isang maliit na molekula ng nucleotide na tinatawag na panimulang aklat o panimulang aklat. Ang mga unang kumikilos bilang isang uri ng kawit para sa polymerase.

Sa kurso ng pagtitiklop, ang tinidor ng pagtitiklop ay may kakayahang sumabay sa DNA. Ang daanan ng pagtitiklop ng tinidor ay nag-iiwan ng dalawang solong banda na mga molekula ng DNA na nagdidirekta sa pagbuo ng mga molekula na dobleng banda.

Ang hairpin ay maaaring magpatuloy pasulong salamat sa pagkilos ng helicase enzymes na nagpapahinga sa molekula ng DNA. Ang enzyme na ito ay nakakasira sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga pares ng base at pinapayagan ang paglipat ng hairpin.

Pagwawakas

Kumpleto ang pagtitiklop kung ang dalawang hairpins ay nasa 180 ° C mula sa pinanggalingan.

Sa kasong ito, pinag-uusapan natin kung paano ang proseso ng pagtitiklop ay dumadaloy sa bakterya at kinakailangang i-highlight ang buong proseso ng pag-iwas ng molekular na molekula na tumutukoy sa pagtitiklop. Ang mga Topoisomerases ay may mahalagang papel sa pag-ayaw ng molekula.

Ang pagtitiklop ng DNA ay semi-konserbatibo

Naisip mo na ba kung paano nangyayari ang pagtitiklop sa DNA? Sa madaling salita, ang isa pang dobleng helix ay dapat lumabas mula sa dobleng helix, ngunit paano ito nangyari? Sa loob ng maraming taon, ito ay isang bukas na tanong sa mga biologist. Maaaring magkaroon ng maraming mga permutasyon: dalawang magkakaibang strand na magkasama at dalawang bagong strand na magkasama, o isang bagong strand at isang luma upang mabuo ang dobleng helix.

Noong 1957, ang katanungang ito ay sinagot ng mga mananaliksik na sina Matthew Meselson at Franklin Stahl. Ang modelo ng pagtitikl na iminungkahi ng mga may-akda ay ang semi-konserbatibo.

Nagtalo sina Meselson at Stahl na ang resulta ng pagtitiklop ay dalawang mga dobleng molekula ng dobleng DNA. Ang bawat isa sa mga nagreresultang molekula ay binubuo ng isang lumang strand (mula sa magulang o paunang molekula) at isang bagong synthesized bagong strand.

Ang problema ng polarity

Paano gumagana ang polymerase?

Ang DNA helix ay binubuo ng dalawang chain na nagpapatakbo ng antiparallel: ang isa ay napupunta sa direksyon na 5'-3 'at ang iba pang 3'-5'.

Ang pinakatanyag na enzyme sa proseso ng pagtitiklop ay ang DNA polymerase, na responsable para sa pag-catalyzing ng unyon ng mga bagong nucleotides na idadagdag sa kadena. Ang polymerase ng DNA ay maaari lamang mapalawak ang kadena sa direksyon na 5'-3 '. Ang katotohanan na ito ay humadlang sa sabay-sabay na pagdoble ng mga tanikala sa pagtitiklop ng tinidor.

Bakit? Ang pagdaragdag ng mga nucleotide ay nangyayari sa libreng pagtatapos ng 3 'kung saan mayroong isang pangkat na hydroxyl (-OH). Kaya, ang isa lamang sa mga strands ay madaling mapalakas ng pagdaragdag ng terminal ng nucleotide hanggang sa dulo ng 3 '. Ito ay tinatawag na isang kondaktibo o tuluy-tuloy na strand.

Produksyon ng Okazaki Shards

Ang iba pang mga strand ay hindi maaaring mapahaba, dahil ang libreng pagtatapos ay ang 5 'at hindi ang 3' at ni ang polymerase ay nagpapatalin ng pagdaragdag ng mga nucleotides hanggang sa pagtatapos ng 5 '. Malutas ang problema sa synthesis ng maraming maiikling mga fragment (mula 130 hanggang 200 na mga nucleotide), bawat isa sa normal na direksyon ng pagtitiklop mula 5 hanggang 3'.

Ang walang tigil na synthesis ng mga fragment ay nagtatapos sa unyon ng bawat isa sa mga bahagi, isang reaksyon na napalaki ng DNA ligase. Bilang karangalan ng natuklasan ng mekanismong ito, si Reiji Okazaki, ang maliit na mga synthesized na mga segment ay tinatawag na mga fragment ng Okazaki.

Mga Sanggunian

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M., … & Walter, P. (2015). Mahalagang cell biology. Garland Science.
2. Cann, IK, & Ishino, Y. (1999). Archaeal DNA replication: pagkilala sa mga piraso upang malutas ang isang palaisipan. Mga genetika, 152 (4), 1249-67.
3. Cooper, GM, & Hausman, RE (2004). Ang cell: Molekular na diskarte. Medicinska naklada.
4. Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). Maramihang mga pag-andar ng DNA polymerases. Ang mga kritikal na pagsusuri sa mga agham ng halaman, 26 (2), 105-122.
5. Lewin, B. (2008). genes IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
6. Shcherbakova, PV, Bebenek, K., & Kunkel, TA (2003). Mga Pag-andar ng eukaryotic DNA polymerases. Science SAGE KE, 2003 (8), 3.
7. Steitz, TA (1999). Ang mga polymerases ng DNA: pagkakaiba-iba ng istruktura at karaniwang mga mekanismo. Journal of Biological Chemistry, 274 (25), 17395-17398.
8. Watson, JD (2006). Molekular na biyolohiya ng gene. Panamerican Medical Ed.
9. Wu, S., Beard, WA, Pedersen, LG, & Wilson, SH (2013). Ang paghahambing ng istruktura ng arkitektura ng DNA polymerase ay nagmumungkahi ng isang gatotide gateway sa aktibong site ng polymerase. Mga Review sa Chemical, 114 (5), 2759-74.