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DNAでの置換はどのように始まりますか?

遺伝物質が2つの同一の娘分子にコピーされるプロセスであるDNAの複製は、複製の起源と呼ばれるゲノムの特定の場所から始まります。これらの起源は、DNA二重らせんを解き放ち、既存の鎖を補完する新しい鎖を合成し、新しく合成されたDNAを校正して精度を確保するために、タンパク質と酵素で構成される複製機械の出発点として機能します。これは、複製の起源からの複製がどのように始まるかの一般的な概要です。

1。 DNA二重らせんの巻き戻し: 複製は、DNA二重らせんの巻き戻しから始まります。これは、細胞内に収まるようにしっかりと巻かれています。この巻き戻しは、2つの「複製バブル」を作成し、ゆったりとしたDNAが中央に複製フォークを形成します。

2。ヘリカーゼ酵素の結合: 巻き戻しプロセスは、ヘリカーゼと呼ばれる酵素によって促進されます。ヘリカーゼは複製の起源でDNAに結合し、二重らせんの2つの鎖を分離し、相補ヌクレオチド間の水素結合を破壊します。

3。巻き戻しDNAの安定化: DNA二重らせんが巻き戻すと、一本鎖DNA結合タンパク質(SSB)と呼ばれるタンパク質が分離された鎖に結合して、それらが再生成されないようにします。これらのSSBは、ゆったりとしたDNAを安定させ、複製フォークの維持に役立ちます。

4。複製複合体の形成: 各レプリケーションフォークで、複雑な複合体が形成されます。この複合体には、DNAポリメラーゼ(新しいDNA鎖を合成する酵素)、Primase(短いRNAプライマーを合成する酵素)、および複製フォーク構造の校正と維持に関与する補助因子を含む複数のタンパク質と酵素が含まれます。

5。 RNAプライマーの合成: 既存のDNA鎖のみを拡張できるDNAポリメラーゼには、DNA合成の出発点が必要です。 Primaseは、テンプレートDNA鎖を補完する短いRNAプライマーを合成します。これらのプライマーは、DNAポリメラーゼがDNA合成に付着および開始するための自由3 '端を提供します。

6。 DNAポリメラーゼによるDNA合成: DNAポリメラーゼはRNAプライマーに結合し、テンプレート鎖を補完するヌクレオチドを添加することにより、新しいDNA鎖の合成を開始します。ヌクレオチドは、ホスホジエステル結合によって結合され、成長するDNA鎖を5 'から3'の方向に伸ばします。

7。校正と修正: DNAポリメラーゼは新しいDNA鎖を合成するため、新しく追加されたヌクレオチドを校正して精度を確保します。間違えたヌクレオチドが組み込まれている場合、DNAポリメラーゼはそれを除去し、正しいヌクレオチドに置き換えることができます。この校正メカニズムは、DNA複製の忠実度を維持するのに役立ちます。

複製のプロセスは、複製の各起源から双方向に継続し、2つの複製フォークがゲノム全体が複製されるまで反対方向に動きます。複製が完了すると、RNAプライマーが除去され、残したギャップはDNAポリメラーゼによって埋められます。新しく合成されたDNA鎖の端は、DNAリガーゼと呼ばれる酵素によって密閉され、DNA複製プロセスを完了します。

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