DNA 복제의 핵심 개념
이 튜토리얼에서는 DNA 복제 에 대해 배우게됩니다 , 세포와 그 과정에서 중요한 이유.
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DNA 복제 란 무엇입니까?
DNA는 우리 몸의 모든 세포를 정의하는 유전 물질입니다. DNA 복제는 세포가 딸 세포로 복제하기 전에 세포가 겪는 DNA 복제 과정이다. 복제 과정은 단백질 (복제 효소 및 RNA)을 포함하는 여러 단계에서 발생합니다. 진핵 세포에서, DNA 복제는 세포주기에서 간기 (S 상) 동안 발생한다. 이 과정은 유기체의 세포 성장, 복구 및 번식에 필수적입니다. 이 프로세스에는 분자 클로닝 및 PCR과 같은 산업 및 연구 응용 프로그램이 있습니다.
DNA 복제 과정의 기본 개요
DNA 복제 과정은 semiconservative, 입니다 이것은 DNA 이중 나선의 각 가닥이 새로운 가닥의 합성을위한 주형 역할을한다는 것을 의미합니다. 이 과정은 두 개의 "딸"분자를 갖는 분자를 시작하는데, 각각은 새로운 이중 나선을 형성합니다. 세포는 DNA를 매우 빨리 복사 할 수 있습니다.
DNA 폴리머 라제
DNA 복제의 주요 분자는 효소 DNA 폴리머 라제입니다. DNA 사슬을 성장시키기 위해 뉴클레오티드를 첨가함으로써 DNA를 합성하는 것이 담당한다. 아래에 나열된 DNA 폴리머 라제의 몇 가지 주요 특징이 있습니다.
- 항상 템플릿이 필요합니다
- DNA 가닥의 3 '말단에 뉴클레오티드를 추가 할 수 있습니다
- DNA 가닥을 처음부터 시작할 수 없으며 프라이머 라는 기존 체인이 있어야합니다.
- 교정 우연히 사슬에있는 대부분의 "잘못된"뉴클레오티드를 제거함으로써.
그러나 뉴클레오티드의 첨가에는 에너지가 필요합니다. 필요한 에너지는 뉴클레오티드 자체에서 비롯되며, 3 개의 인산염이 붙어 있습니다. 채권이 파괴되면 방출 된 에너지는 새로운 들어오는 채권에 대한 에너지를 제공합니다.
다른 복제 효소
DNA 폴리머 라제 외에도 복제 과정에서 사용중인 다른 효소가 있습니다.
- DNA Helicase 이중 가닥 DNA가 DNA를 따라 움직일 때 풀고 분리합니다. 그것은 뉴클레오티드 쌍 사이의 수소 결합을 파괴하여 복제 포크의 형성을 허용합니다.
- DNA Primase RNA 프라이머를 생성하는 (RNA 폴리머 라제의 유형)
- DNA 자이라제 또는 토포 이소 머라 제 DNA가 슈퍼 코일이되는 것을 막기 위해 DNA 가닥을 풀고 되감기 (엉킨).
- exonucleases DNA 사슬의 끝에서 뉴클레오티드 염기를 제거하는 효소 그룹입니다.
- DNA 리가 제 뉴클레오티드 사이에 포스 포 디에스테르 결합을 형성하여 DNA 단편을 함께 결합합니다.
DNA 복제 과정
이 과정에는 4 가지 주요 단계가 있습니다 :복제 포크 형성, 프라이머 바인딩, 신장 및 종료.
복제 양식 형성
복제가 이루어지기 전에, 이중 가닥 DNA는 두 개의 별도 단일 가닥으로 "압축을 풀어야한다". DNA가 풀리려면 기본 쌍 간의 상호 작용이 파손됩니다. DNA 헬리 케이스 기본 쌍 사이의 수소 결합을 방해함으로써 이에 도움이됩니다. 결과적 으로이 동작은 가닥을 복제 포크라고하는 y 모양으로 분리합니다. . 따라서이 영역은 복제 템플릿이 될 것입니다.
DNA는 5 '및 3'말단으로 나타나는 두 스탠드에서 방향성을 갖는다. 포스페이트 그룹의 끝은 5 '말단이고, 하이드 록실 그룹의 끝은 3'말단이다. 그러나 복제 포크는 양방향입니다. 3 '내지 5'방향으로 배향 된 가닥은 선임 스트랜드 입니다. 가닥 방향 5 '내지 3'은 지연 가닥이다.
프라이머 결합
선행 가닥은 복제하기가 가장 간단합니다. DNA 가닥이 분리 된 후, 프라이머 가닥의 3 '말단에 결합한다. 프라이머는 항상 복제 과정의 출발점으로 바인딩한다는 점에 유의해야합니다. 프라이머는 DNA Primase로부터 생성된다.
신장
DNA 폴리머 라제 신장 단계에서 새 가닥을 생성 할 책임이 있습니다. 중합 효소 III은 주요 복제 효소이며 수리 및 오류 점검을 담당합니다. 프라이머 부위의 가닥에 결합하고 새로운 보완 Watson-Crick베이스 쌍을 추가하기 시작합니다. 선행 가닥의 5 '내지 3'방향으로 복제 절차로 인해 새로 형성된 가닥은 연속으로 간주됩니다.
그러나 지연된 가닥은 불연속 입니다 프로세스. 이는 각 프라이머가 몇 개의 염기 시간에 불과하고, DNA 폴리머 라제는 okazaki 단편이라는 DNA 조각을 추가하기 때문입니다. 이 새로운 조각들은 서로 연결되어 있지 않습니다.
종료
연속적이고 불연속 가닥이 만들어지면 exonuclease 원래 가닥에서 모든 RNA 프라이머를 제거했습니다. 프라이머는 적절한 염기로 대체됩니다. 다른 엑소 뉴 클레아 제는 새로 형성된 DNA를 읽고 오류를 제거하고 대체합니다. 오카자키 조각을 갖는 불연속 가닥의 결과로 DNA 리가 제 라제라는 효소 이것들을 함께 결합하여 통합 가닥을 형성합니다. 부모 DNA의 말단은 텔로미어라는 반복 된 DNA 서열을 함유한다 (염색체 끝에서 보호 캡 역할을한다). 텔로 머라 제 텔로미어 서열의 합성을 촉매한다.
완료 후, 부모 가닥과 그 상보적인 DNA 가닥 코일은 이중 나선 모양으로 코일입니다. 결과적으로, 복제는 두 개의 DNA 분자를 생성합니다.
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