DNA複製:詳細な説明
DNA複製は、生物が遺伝情報を子孫に渡すことを可能にする基本的な生物学的プロセスです。これは、DNA分子全体を顕著な精度でコピーするために連携する複数の酵素とタンパク質を含む複雑なプロセスです。
プロセスの内訳は次のとおりです。
1。複製の起源:
*複製プロセスは、複製の起源と呼ばれるDNA分子の特定の部位で始まります 。
*これらの起源はA-T塩基対が豊富で、G-Cペアと比較して水素結合が弱いため分離しやすいです。
2。 DNA二重らせんを巻き戻す:
*酵素ヘリカーゼ 塩基対の水素結合を破壊することにより、DNA二重らせんを解き放ちます。
*これにより、DNAの2つの鎖が分離されているY字型構造である複製フォークが作成されます。
* 一本鎖結合タンパク質(SSB) 分離されたストランドを安定させ、それらが再アンチングされないようにします。
3。プライマー合成:
*酵素プライマーズ 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ポリメラーゼがヌクレオチドの添加を開始する出発点を提供します。
4。伸び:
*重要な酵素 DNAポリメラーゼ ガイドとしてテンプレート鎖を使用して、新しく合成されたDNA鎖にヌクレオチドを追加します。
* DNAポリメラーゼは5 'から3'の方向に動作し、成長鎖の3 '末端にヌクレオチドを加えます。
*先行鎖は、複製フォークに向かって5インチから3 'の方向に連続的に合成されます。
*遅れた鎖は、 okazaki断片と呼ばれる短い断片で不連続に合成されます それは複製フォークから離れているからです。
5。ライジングフラグメント:
* DNAリガーゼ 酵素は、遅れた鎖上の岡崎断片を連続DNA鎖に結合します。
* 1つのフラグメントの3 '末端と次の5'端の間にホスホジエステル結合を作成します。
6。校正と修理:
* DNAポリメラーゼには校正機能があります これは、複製中のエラーをチェックし、不一致のヌクレオチドを除去します。
*他の修復メカニズムは、DNA配列の残りのエラーを修正するためにも動作します。
7。終了:
*複製プロセスは、2つの複製フォークが染色体の終了時に会合すると終了します。
*結果は、2つの同一のDNA分子であり、それぞれが1つの元の鎖と1つの新しく合成された鎖(半保守的な複製)で構成されています。
重要な酵素とタンパク質:
* ヘリカーゼ: DNA二重らせんを解き放ちます。
* 一本鎖結合タンパク質(SSB): 分離されたストランドを安定させます。
* Primase: RNAプライマーを合成します。
* DNAポリメラーゼ: ヌクレオチドを新しい鎖に追加します。
* DNAリガーゼ: 岡崎の断片に参加します。
* トポイソメラーゼ: DNAを巻き戻すことによって引き起こされる緊張を和らげます。
DNA複製の重要性:
* 遺伝的継承: 親から子孫への遺伝情報の伝播を可能にします。
* 細胞の成長と分裂: 細胞分裂中に娘細胞に新しいDNAを提供します。
* 損傷したDNAの修復: 損傷したDNAを修復するためのテンプレートを提供します。
DNA複製は、生物の遺伝情報の正確なコピーを保証する顕著なプロセスです。その忠実度と精度は、ゲノムの完全性を維持し、生命そのもののために不可欠です。