개요 :DNA 복제 란 무엇입니까?
궁금하다면 DNA 복제가 무엇인지 대답은 DNA가 수행 할 수있는 가장 놀라운 것 중 하나라는 것입니다. 각 세포는 다른 세포를 생성하는 데 필요한 모든 DNA를 운반합니다. 그것은 단일 세포로 시작하여 수십억 개의 세포로 끝납니다. 그리고 셀 분열 과정 전체에 걸쳐 셀의 모든 데이터는 올바르게 복제되어야합니다. 결과적으로, DNA는 거의 완벽한 복제물을 생성하기 위해 복사 할 수있는 분자입니다.
DNA 복제의 정의
게놈의 DNA가 세포에서 복제되는 방법은 DNA 복제로 알려져 있습니다. 나누기 전에, 세포는 전체 게놈을 복사하여 각각의 딸 세포가 전체 게놈을 갖도록해야합니다.
왜 DNA가 복제됩니까?
DNA는 각 세포에 동일성을주는 유전 물질입니다. 생체 분자 및 소기관은 세포가 유사 분열 또는 감수 분열을 통해 새로운 딸 세포로 나누기 전에 세포를 가로 질러 복제 및 분포되어야합니다. DNA는 각 딸 세포가 적절한 양의 염색체를 얻도록 보장하기 위해 핵 내에서 복사되어야한다. DNA 복제는 DNA를 복제하는 과정입니다.
복제는 복제 효소 및 RNA로 알려진 수많은 단백질을 포함하여 일련의 DNA 복제 과정에서 발생합니다. DNA 복제 단계는 상자의 S 상 동안 동물 세포 및 식물 세포와 같은 진핵 세포에서 세포주기 동안 발생한다. DNA 복제는 유기체의 세포 발달, 유지 및 수정에 필수적입니다.
DNA의 구조
데 옥시 리보 핵산 (DNA)은 핵산 분자이다. 포스페이트, 5 개의 탄소가있는 데 옥시 리보스 설탕 및 질소 기저로 구성됩니다. 이중 가닥 DNA는 이중 나선 구조를 형성하기 위해 함께 꼬인 2 개의 나선형 핵산 가닥을 포함한다. 이 비틀림은 DNA가 더 컴팩트하게 만듭니다. DNA는 핵 내에 통합하기 위해 염색질이라고하는 단단히 포장 된 구조로 접 힙니다. 세포 분열 동안, 염색질은 염색체를 생성하기 위해 응축시킨다. 염색질은 DNA 복제 단계 전에 느슨해져 DNA 가닥에 대한 세포 복제 기계 접근성을 허용합니다.
위의 유능한 DNA 복제 다이어그램은 DNA의 구조를 설명합니다.
이제 DNA 복제가 무엇인지 알았으므로 DNA 복제 단계를 자세히 살펴 보겠습니다.
DNA 복제 단계
1 단계 :복제 포크 형성
DNA를 재생하기 전에 먼저 두 개의 단일 가닥으로 "압축을 풀"해야합니다. 아데닌 (A), 시토신 (C), 티민 (T) 및 구아닌 (G)은 2 개의 가닥의 DNA 사이에 쌍을 형성하는 4 개의 뉴클레오티드이다. 아데닌은 티민에만 결합하는 반면, 시토신은 구아닌에만 결합한다. DNA가 풀리려면 기본 쌍 간의 이러한 연결이 중단되어야합니다. 이것은 DNA 헬리 카제 (DNA Helicase)라는 효소에 의해 수행됩니다. DNA 헬리 케이스는 가닥을 Y 자형 복제 포크로 분리하기 위해 염기 쌍 사이의 수소 결합을 용해시킨다. 이 위치는 복제의 출발점이됩니다.
두 DNA 가닥은 5 '및 3'말단으로 표시된 바와 같이 지시된다. 이 표기법은 어느 쪽 그룹이 DNA 골격에 연결되어 있는지를 나타냅니다. 포스페이트 (P) 그룹은 5 '말단에 결합되는 반면, 하이드 록실 (OH) 그룹은 3'말단에 부착된다. 이 방향은 복제에 중요합니다. 5 '에서 3'로만 이동하기 때문입니다. 복제 포크는 양방향입니다.
- 주요 가닥은 3 '내지 5' 로 향합니다
- 지연 가닥은 5 ′ ~ 3 ' 지향됩니다.
양측은 방향 차이를 설명하기 위해 두 가지 별개의 방법을 사용하여 재현됩니다.
더 잘 이해하려면 위의 DNA 복제 다이어그램을 참조하십시오.
DNA 복제 과정의 시작
2 단계 :프라이머 바인딩
첫 번째 가닥은 모방하기가 가장 쉽습니다. DNA 가닥이 분할 된 후, 짧은 RNA 조각 인 프라이머는 가닥의 3 '말단에 부착된다. 복제의 시작점으로서 프라이머는 항상 결합합니다. 효소 DNA 프리마 제는 프라이머를 생성합니다.
DNA 복제 :신장
3 단계 :신장
새로운 가닥은 신장으로 알려진 공정을 통해 DNA 폴리머 라제라는 효소에 의해 생성됩니다. 박테리아와 인간 세포에는 5 가지 주요 종류의 DNA 폴리머 라제가 있습니다. 폴리머 라제 III은 대장균과 같은 박테리아의 주요 복제 효소이며, 중합 효소 I, II, IV 및 V는 오류 검사 및 수리를 담당하고 있습니다. DNA 폴리머 라제 III은 복제 동안 프라이머 위치에서 가닥에 부착되며 가닥에 해당하는 여분의베이스 쌍을 추가하여 시작합니다.
진핵 생물 세포에서 DNA 복제에 관여하는 주요 중합 효소는 델타, 알파 및 엡실론이다. 선행 가닥의 복제는 5 '내지 3'방향으로 발생하기 때문에 새로 생산 된 가닥은 연속적입니다.
지연 스트랜드는 너무 많은 프라이머를 부착하여 복제를 시작합니다. 각 프라이머는 간신히 몇 개의 기초가 떨어집니다. 오카자키 단편은이어서 DNA 폴리머 라제에 의해 프라이머 사이의 가닥에 첨가된다. 새로 생산 된 조각이 연결이 끊어지기 때문에 복제 프로세스는 불연속합니다.
4 단계 :종료
연속 및 불연속 가닥을 형성 한 후, 엑소 뉴 클레아 제 효소는 원래 가닥으로부터 모든 RNA 프라이머를 제거한다. 그 후, 프라이머는 적절한 염기로 대체됩니다. 다른 엑소 뉴 클레아 제 점검은 새로 생산 된 DNA의 결함을 제거하고 대체합니다. DNA 리가 제로 알려진 또 다른 효소는 오카자키 조각을 연결하여 단일 연합 가닥을 생성합니다. DNA 폴리머 라제는 5 '내지 3'방향으로 만 뉴클레오티드를 첨가 할 수 있기 때문에, 선형 DNA의 끝은 도전을 제공한다.
.아버지 가닥의 말단은 텔로미어로 알려진 반복적 인 DNA 서열로 구성됩니다. 텔로미어는 염색체의 끝에서 보호 캡 역할을하여 인접한 염색체와 병합되는 것을 방지합니다. 텔로 머라 제는 DNA 말단에서 텔로미어 서열의 합성을 촉진하는 일종의 DNA 폴리머 라제 효소이다. 완료되면, 부모와 보완적인 DNA 가닥은 특징적인 이중 나선 구조에 코일을 코일로 코일. 마지막으로, 복제는 모 분자로부터 하나의 가닥을 함유하는 두 개의 DNA 분자와 하나의 새로운 가닥을 생성합니다.
복제를 담당하는 효소
DNA 복제 과정은 복제 과정에서 여러 상을 촉진하는 효소 없이는 불가능합니다. 다음 효소는 진핵 생물 DNA 복제 과정에 관여합니다.
DNA 헬리 케이스
DNA와 함께 진행함에 따라 이중 가닥 DNA를 풀고 분할합니다. DNA에서 뉴클레오티드 쌍 사이에 수소 결합을 용해시키는 것은 복제 포크를 생성한다.
DNA Primase
RNA 프라이머를 생성하는 RNA 폴리머 라제입니다. 프라이머는 DNA 복제를위한 템플릿 역할을하는 작은 RNA 분자입니다.
DNA 폴리머 라제
이 효소는 새로운 DNA 분자를 생성하기 위해 선도 및 지연 DNA 가닥에 뉴클레오티드를 첨가합니다.
토포 이소 머라 제
그것은 DNA 자이라제라고도합니다. 그것은 DNA 가닥을 되풀이하고 풀어주는 단백질입니다.
exonucleases
이들은 DNA 사슬의 말단에서 뉴클레오티드의 염기를 제거하는 많은 효소입니다.
DNA 리가 제
그것은 DNA 단편을 연결하기 위해 뉴클레오티드 사이의 포스 포 디 에스터 연결을 형성합니다.
.원핵 생물 및 진핵 생물에서의 DNA 복제 과정
원핵 생물
DNA 복제는 원핵 생물의 다음 위치에서 발생합니다.
- 복제 원산지에서 DNA의 두 가닥이 풀리게됩니다.
- Helicase는 DNA를 열어 복제 포크가 개발 될 수 있습니다.
- 단일 가닥 결합 단백질 DNA로 복제 포크를 감싸서 DNA 되 감이를 억제합니다.
- 토포 이소 머라 제는 DNA 슈퍼 코일을 억제합니다.
- Primase는 RNA 프라이머의 생산을 담당합니다. 이 프라이머는 DNA 가닥과 함께 작동합니다.
- 프라이머 후 DNA 폴리머 라제 III은 뉴클레오티드를 첨가하기 시작합니다.
- 선행 및 후행 가닥의 길이는 계속 증가합니다.
- 프라이머를 제거한 후, 공간은 DNA 폴리머 라제 I로 리필되고 리가 제로 싸 웁니다.
진핵 생물
진핵 생물 DNA 복제는 원핵 생물 DNA 복제와 유사하다. 그러나, 진핵 생물에서의 개시 메커니즘은 원핵 생물보다 더 복잡하다. 진핵 생물에는 몇 가지 복제 소스가 있습니다. 추가의 개시제 단백질의 도움으로, 사전 복제 화합물이 형성된다. 절차는 동일하지만 사용 된 효소는 그렇지 않습니다. 예를 들어, 진핵 생물에서, 효소 POL은 중합 과정을 수행하는 반면, 원핵 생물에서는 DNA Pol III에 의해 수행된다.
.명확성은 상기 제작 된 DNA 복제 다이어그램을 참조하십시오.
요약
DNA (Deoxyribonucleic acid) 복제는 단일 이중 가닥 DNA 분자로부터 동일한 DNA 나선이 생성되는 과정이다. 각 분자는 원래 분자로부터의 가닥과 새로운 가닥을 포함한다. DNA는 복제 전에 분리되지 않으며 가닥은 분리됩니다. 복제 포크가 생성되어 복제 템플릿으로 작용합니다. 프라이머는 DNA 중합 효소에 의해 5 '내지 3'로부터 새로운 뉴클레오티드 서열을 첨가 한 후 DNA에 부착 된 프라이머.
.이 포함은 선행 가닥에서 일정하지만 후행 가닥에서는 불연속합니다. DNA 가닥이 길쭉한 후, 실수를 검사하고 수리하며, 텔로미어 서열은 DNA의 끝에 삽입됩니다.
.자주 묻는 질문
1. 복제 프로세스는 무엇입니까?
A :이중 가닥 DNA 분자가 복제되어 2 개의 동일한 DNA 분자를 형성하는 방법을 복제로 알려져있다. DNA 복제는 세포 내에서 가장 근본적인 과정 중 하나입니다.
2. DNA 복제는 어디에서 발생합니까?
A :원자의 핵
DNA 복제는 진핵 세포의 핵과 원핵 세포의 뉴 클레오이드 영역에서 발생합니다. 동물 및 식물 세포는 핵 및 막 결합 소기관을 포함한 진핵 세포의 예이다. 진핵 생물 세포는 핵에 그들의 DNA를 함유하므로 DNA 복제가 발생합니다.
3. 복제의 중요성은 정확히 무엇입니까?
A :경험적 과학에서 복제는 결과를 확인하기위한 가장 중요한 전략 중 하나입니다. 결론이 비교적 잘 확립되기 전에 다른 연구원들이 모든 연구를 복제해야합니다. 복제 가능성은 과학적 연구 결과에 신뢰를 부여합니다.
