DNA ReplicationINTRODUCTIONDNA repl

DNA Replication

INTRODUCTION

DNA replication is the process whereby an entire double-stranded DNA is copied to produce a second, identical DNA double helix.

The objectives of this exercise are:

To understand the functions of the proteins responsible for DNA replication, including helicase, SSB protein, primase, the sliding clamp, DNA polymerase, Rnase H and DNA ligase.
to understand why the leading strand is synthesized continuously and the lagging strand is synthesized discontinuously.
THE REPLICATION FACTORY

DNA replication is an intricate process requiring the concerted action of many different proteins. The replication proteins are clustered together in particular locations in the cell and may therefore be regarded as a small “Replication Factory” that manufactures DNA copies. The DNA to be copied is fed through the factory, much as a reel of film is fed through a movie projector. The incoming DNA double helix is split into two single strands and each original single strand becomes half of a new DNA double helix. Because each resulting DNA double helix retains one strand of the original DNA, DNA replication is said to be semi-conservative.

DNA REPLICATION PROTEINS

DNA replication requires a variety of proteins. Each protein performs a specific function in the production of the new DNA strands. Helicase, made of six proteins arranged in a ring shape, unwinds the DNA double helix into two individual strands. Single-strand binding proteins, or SSBs, are tetramers that coat the single-stranded DNA. This prevents the DNA strands from reannealing to form double-stranded DNA. Primase is an RNA polymerase that synthesizes the short RNA primers needed to start the strand replication process. DNA polymerase is a hand-shaped enzyme that strings nucleotides together to form a DNA strand. The sliding clamp is an accessory protein that helps hold the DNA polymerase onto the DNA strand during replication. RNAse H removes the RNA primers that previously began the DNA strand synthesis. DNA ligase links short stretches of DNA together to create one long continuous DNA strand.

STRAND SEPARATION

Let’s look at the steps of DNA replication in more detail. To begin the process of DNA replication, the two double helix strands are unwound and separated from each other by the helicase enzyme. The point where the DNA is separated into single strands, and where new DNA will be synthesized, is known as the replication fork. Single-strand binding proteins, or SSBs, quickly coat the newly exposed single strands. SSBs maintain the separated strands during DNA replication. Without the SSBs, the complementary DNA strands could easily snap back together. SSBs bind loosely to the DNA, and are displaced when the polymerase enzymes begin synthesizing the new DNA strands.

NEW STRAND SYNTHESIS

Now that they are separated, the two single DNA strands can act as templates for the production of two new, complementary DNA strands. Remember that the double helix consists of two antiparallel DNA strands with complementary 5’ to 3’ strands running in opposite directions. Polymerase enzymes can synthesize nucleic acid strands only in the 5’ to 3’ direction, hooking the 5’ phosphate group of an incoming nucleotide onto the 3’ hydroxyl group at the end of the growing nucleic acid chain. Because the chain grows by extension off the 3’ hydroxyl group, strand synthesis is said to proceed in a 5’ to 3’ direction.

Even when the strands are separated, however, DNA polymerase cannot simply begin copying the DNA. DNA polymerase can only extend a nucleic acid chain but cannot start one from scratch. To give the DNA polymerase a place to start, an RNA polymerase called primase first copies a short stretch of the DNA strand. This creates a complementary RNA segment, up to 60 nucleotides long that is called a primer.

Now DNA polymerase can copy the DNA strand. The DNA polymerase starts at the 3’ end of the RNA primer, and, using the original DNA strand as a guide, begins to synthesize a new complementary DNA strand. Two polymerase enzymes are required, one for each parental DNA strand. Due to the antiparallel nature of the DNA strands, however, the polymerase enzymes on the two strands start to move in opposite directions.

One polymerase can remain on its DNA template and copy the DNA in one continuous strand. However, the other polymerase can only copy a short stretch of DNA before it runs into the primer of the previously sequenced fragment. It is therefore forced to repeatedly release the DNA strand and slide further upstream to begin extension from another RNA primer. The sliding clamp helps hold this DNA polymerase onto the DNA as the DNA moves through the replication machinery. The sliding clamp makes the polymerase processive.

The continuously synthesized strand is known as the leading strand, while the strand that is synthesized in short pieces is known as the lagging strand. The short stretches of DNA that make up the lagging strand are known as Okazaki fragments.

THE LAGGING STRAND

Before the lagging-strand DNA exits the replication factory, its RNA primers must be removed and the Okazaki fragments must be joined together to create a continuous DNA strand. The first step is the removal of the RNA primer. RNAse H, which recognizes RNA-DNA hybrid helices, degrades the RNA by hydrolyzing its phosphodiester bonds. Next, the sequence gap created by RNAse H is then filled in by DNA polymerase which extends the 3’ end of the neighboring Okazaki fragment. Finally, the Okazaki fragments are joined together by DNA ligase that hooks together the 3’ end of one fragment to the 5’ phosphate group of the neighboring fragment in an ATP- or NAD+-dependent reaction.

REPLICATION IN ACTION

We are now ready to review the steps of DNA replication.

The process begins when the helicase enzyme unwinds the double helix to expose two single DNA strands and create two replication forks. DNA replication takes place simultaneously at each fork. The mechanism of replication is identical at each fork. Remember that the proteins involved in replication are clustered together and anchored in the cell. Thus, the replication proteins do not travel down the length of the DNA. Instead, the DNA helix is fed through a stationary replication factory like film is fed through a projector.
Single-strand binding proteins, or SSBs, coat the single DNA strands to prevent them from snapping back together. SSBs are easily displaced by DNA polymerase.
The primase enzyme uses the original DNA sequence as a template to synthesize a short RNA primer. Primers are necessary because DNA polymerase can only extend a nucleotide chain, not start one.
DNA polymerase begins to synthesize a new DNA strand by extending an RNA primer in the 5' to 3' direction. Each parental DNA strand is copied by one DNA polymerase. Remember, both template strands move through the replication factory in the same direction, and DNA polymerase can only synthesize DNA from the 5’ end to the 3’ end. Due to these two factors, one of the DNA strands must be made discontinuously in short pieces which are later joined together.
As replication proceeds, RNAse H recognizes RNA primers bound to the DNA template and removes the primers by hydrolyzing the RNA.
DNA polymerase can then fill in the gap left by RNase H.
The DNA replication process is completed when the ligase enzyme joins the short DNA pieces together into one continuous strand.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

จำลองดีเอ็นเอแนะนำจำลองดีเอ็นเอเป็นกระบวนการโดยการคัดลอกทั้งสองควั่น DNA ในการผลิตสอง เหมือนดีเอ็นเอเกลียวคู่วัตถุประสงค์ของการออกกำลังกายนี้คือ:เข้าใจหน้าที่ของโปรตีนที่รับผิดชอบสำหรับการจำลองแบบ DNA การรวม helicase โปรตีน SSB, primase เลื่อนแคลมป์ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรส Rnase H และ DNA ligaseเข้าใจทำไมเดอะสแตรนด์ชั้นนำเป็นสังเคราะห์อย่างต่อเนื่องและ lagging ที่ สแตรนด์ถูกสังเคราะห์ discontinuouslyโรงงานจำลองจำลองดีเอ็นเอเป็นกระบวนการซับซ้อนที่ต้องการกระทำกันของโปรตีนแตกต่างกันมาก โปรตีนที่จำลองแบบจับกลุ่มกันในสถานเฉพาะในเซลล์ และอาจถือเป็น "จำลองแบบโรงงานขนาดเล็ก" ที่ผลิตสำเนาดีเอ็นเอดังนั้น ดีเอ็นเอสามารถคัดลอกถูกป้อนผ่านโรงงาน มากล้อฟิล์มถูกป้อนผ่านโปรเจคเตอร์ภาพยนตร์ เกลียวคู่ดีเอ็นเอเข้ามาถูกแบ่งออกเป็นสอง strands เดียว และแต่ละสาระเดียวเดิมกลายเป็นครึ่งหนึ่งของเกลียวคู่ของดีเอ็นเอใหม่ เนื่องจากเกลียวคู่ดีเอ็นเอแต่ละผลลัพธ์ยังคงสาระหนึ่งของดีเอ็นเอเดิม จำลองดีเอ็นเอกล่าวได้ว่า เป็นกึ่งหัวเก่าโปรตีนการจำลองดีเอ็นเอจำลองดีเอ็นเอต้องการโปรตีนที่หลากหลาย โปรตีนแต่ละทำหน้าที่เฉพาะในการผลิตของ strands ดีเอ็นเอใหม่ Helicase ทำโปรตีน 6 จัดเรียงเป็นรูปวงแหวน unwinds เกลียวคู่ดีเอ็นเอเป็นสอง strands ละ โปรตีนรวมสาระเดียว หรือ SSBs มี tetramers ที่ดีเอ็นเอเดียวควั่น coat ซึ่งป้องกัน strands ดีเอ็นเอจาก reannealing แบบขนคู่ดีเอ็นเอ Primase เป็นพอลิเมอเรสอาร์เอ็นเอที่ synthesizes ไพรเมอร์อาร์เอ็นเอสั้น ๆ ที่จำเป็นในการเริ่มต้นกระบวนการจำลองแบบสแตรนด์ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเป็นเอนไซม์ที่รูปมือที่สายนิวคลีโอไทด์เข้าด้วยกันเพื่อเป็นสาระดีเอ็นเอ แคลมป์เลื่อนเป็นโปรตีนเสริมที่ช่วยเก็บพอลิเมอเรส DNA ลงในสแตรนด์ดีเอ็นเอในระหว่างการจำลองแบบ ได้ RNAse H เอาไพรเมอร์อาร์เอ็นเอที่สังเคราะห์สาระดีเอ็นเอที่เริ่มต้นก่อนหน้านี้ DNA ligase ลิงค์สั้นทอดยาวของดีเอ็นเอเพื่อสร้างหนึ่งสแตรนด์ดีเอ็นเอที่ต่อเนื่องแยกสาระลองดูที่ขั้นตอนการจำลองดีเอ็นเอในรายละเอียดเพิ่มเติม เพื่อเริ่มต้นกระบวนการจำลองดีเอ็นเอ strands เกลียวคู่สองถูก unwound และแยกออกจากกัน โดยเอนไซม์ helicase จุดที่แยกดีเอ็นเอที่ เป็น strands เดียว และจะสามารถ สังเคราะห์ดีเอ็นเอใหม่ในที่ เรียกว่าส้อมจำลอง โปรตีนรวมสาระเดียว หรือ SSBs อย่างรวดเร็ว coat strands เดียวสัมผัสใหม่ SSBs รักษา strands แยกระหว่างการจำลองดีเอ็นเอ โดย SSBs, strands ดีเอ็นเอเพิ่มเติมอาจได้ snap กลับกัน SSBs ซึ่งผูกกับดีเอ็นเอ และพลัดถิ่นเมื่อเอนไซม์พอลิเมอเรสเริ่มสังเคราะห์ strands ดีเอ็นเอใหม่การสังเคราะห์สาระใหม่หลังจากที่พวกเขาจะแยก strands ดีเอ็นเอเดียวสองสามารถทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการผลิตสองใหม่ เสริมดีเอ็นเอ strands อย่าลืมว่า เกลียวคู่ประกอบด้วยดีเอ็นเอ antiparallel สอง strands กับเสริม 5' ไป 3' strands ทำงานในทิศทางตรงข้าม พอลิเมอเรสเอนไซม์สามารถสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก strands เฉพาะใน 5' ไป 3' ทิศทาง สะดวก 5' ฟอสเฟตกลุ่มนิวคลีโอไทด์เข้าไปยัง 3' ไฮดรอกซิลกลุ่มที่ท้ายของห่วงโซ่กรดนิวคลีอิกเติบโต เนื่องจากการเติบโต โดยขยายออก 3 ไฮดรอกซิลกลุ่มได้ สังเคราะห์สาระกล่าวว่า การดำเนินการ 5' ใน 3 ทิศทางแม้ strands จะแยก ไร ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสไม่เพียงแค่เริ่มคัดลอกดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเท่าสามารถขยายสายเอ็น แต่ไม่สามารถเริ่มต้นจากรอยขีดข่วน เพื่อให้พอลิเมอเรส DNA ที่จะเริ่ม เป็นอาร์เอ็นเอพอลิเมอเรสเรียกว่าสำเนาแรก primase การสาระดีเอ็นเอ นี้สร้างเสริมอาร์เอ็นเอเซ็ก ถึง 60 นิวคลีโอไทด์ยาวที่เรียกว่าเป็นรองพื้นตอนนี้ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสสามารถคัดลอกสาระดีเอ็นเอ พอลิเมอเรส DNA เริ่มที่ปลาย 3' พื้นอาร์เอ็นเอ และ ใช้สแตรนด์ดีเอ็นเอเดิมเป็นคู่มือ เริ่มต้นสังเคราะห์สาระดีเอ็นเอเพิ่มเติมใหม่ จำเป็นต้องมีเอนไซม์พอลิเมอเรสสอง หนึ่งในดีเอ็นเอแต่ละผู้ปกครองสแตรน เนื่องจากธรรมชาติของ DNA strands antiparallel ไร เอนไซม์พอลิเมอเรสที่ strands สองเริ่มย้ายในทิศทางตรงกันข้ามพอลิเมอเรสที่หนึ่งสามารถยังคงอยู่ในแม่แบบของดีเอ็นเอ และคัดลอกดีเอ็นเอเดอะหนึ่งอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม พอลิเมอเรสอื่น ๆ สามารถคัดลอกเฉพาะการ DNA มันก่อนลงรองพื้นของส่วนก่อนหน้านี้ตามลำดับนั้น นอกจากนี้มันจึงถูกบังคับให้ปล่อยสาระดีเอ็นเอซ้ำ และภาพนิ่งเพิ่มเติมต้นน้ำเพื่อเริ่มขยายจากรองพื้นอีกอาร์เอ็นเอ แคลมป์เลื่อนช่วยถือพอลิเมอเรส DNA นี้บนดีเอ็นเอเป็นดีเอ็นเอจะเคลื่อนที่ผ่านเครื่องจักรจำลอง แคลมป์เลื่อนทำให้พอลิเมอเรส processiveเดอะสแตรนด์สังเคราะห์อย่างต่อเนื่องเรียกว่าเดอะสแตรนด์ชั้นนำ ในขณะที่เดอะสแตรนด์ถูกสังเคราะห์ในระยะสั้น ชิ้นเรียกว่าเป็นเดอะสแตรนด์ lagging ชายสั้นของดีเอ็นเอที่สร้างเดอะสแตรนด์ lagging จะเรียกว่า Okazaki ชิ้นส่วนเดอะสแตรนด์ LAGGINGDNA lagging สาระออกจากโรงงานจำลอง ไพรเมอร์อาร์เอ็นเอที่ต้องถูกเอาออก และบางส่วนของ Okazaki ต้องสามารถเข้าร่วมกันเพื่อสร้างสาระดีเอ็นเอแบบต่อเนื่อง ขั้นตอนแรกจะเอาพื้นอาร์เอ็นเอ RNAse H ซึ่งรู้จักดีเอ็นเออาร์เอ็นเอไฮบริ helices เสื่อมในอาร์เอ็นเอ โดย hydrolyzing ของพันธบัตร phosphodiester ถัดไป ช่วงลำดับที่สร้าง โดย RNAse H แล้วกรอก โดยพอลิเมอเรส DNA ซึ่งขยายปลาย 3' ของส่วน Okazaki ใกล้เคียง ก สุดท้าย บางส่วนของ Okazaki อยู่รวมกัน โดย DNA ligase ที่ไม้กันปลาย 3' ของส่วนหนึ่งใน 5' ฟอสเฟตกลุ่มของส่วนที่ใกล้เคียงใน ATP - และ + -ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาการจำลองแบบในการดำเนินการตอนนี้เราพร้อมที่จะทบทวนขั้นตอนการจำลองดีเอ็นเอกระบวนการเริ่มต้นเมื่อเอนไซม์ helicase unwinds เกลียวคู่เพื่อแสดงสอง strands ดีเอ็นเอเดียว และสร้างสองจำลองแบบส้อม จำลองดีเอ็นเอจะทำพร้อมกันในแต่ละทางแยก กลไกการจำลองแบบจะเหมือนกันในแต่ละทางแยก จำไว้ว่า โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการจำลองแบบจะจับกลุ่มกัน และยึดในเซลล์ ดังนั้น โปรตีนจำลองไม่เดินทางลงความยาวของดีเอ็นเอ แทน เกลียวดีเอ็นเอถูกป้อนผ่านโรงงานจำลองเครื่องเขียนเหมือนฟิล์มถูกป้อนผ่านโปรเจคเตอร์โปรตีนรวมสาระเดียว หรือ SSBs, coat strands ดีเอ็นเอเดียวเพื่อป้องกันพวกเขาจากการถ่ายกลับกัน SSBs จะได้พลัดถิ่น โดยดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเอนไซม์ primase ใช้ลำดับดีเอ็นเอเดิมเป็นแม่แบบเพื่อสังเคราะห์พื้นที่อาร์เอ็นเอสั้น ๆ ไพรเมอร์จำเป็นเนื่องจากดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเท่าสามารถขยายสายนิวคลีโอไทด์ ไม่เริ่มต้นหนึ่งดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเริ่มสังเคราะห์สาระดีเอ็นเอใหม่ โดยขยายพื้นที่อาร์เอ็นเอใน 5' ไป 3' ทิศทาง แต่ละสาระดีเอ็นเอโดยผู้ปกครองจะถูกคัดลอก โดยหนึ่งดีเอ็นเอพอลิเมอเรส จดจำ strands แม่ย้ายโรงงานจำลองในทิศทางเดียวกัน และดีเอ็นเอพอลิเมอเรสสามารถเฉพาะสังเคราะห์ดีเอ็นเอจากปลาย 5' ไปปลาย 3' เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้สอง หนึ่ง strands ดีเอ็นเอต้องทำ discontinuously ชิ้นสั้น ๆ ซึ่งจะต่อรวมกันขณะดำเนินการจำลองแบบ RNAse H รู้จักไพรเมอร์อาร์เอ็นเอกับดีเอ็นเอแม่แบบ และออกแบบไพรเมอร์ โดย hydrolyzing อาร์เอ็นเอดีเอ็นเอพอลิเมอเรสแล้วสามารถกรอกในช่องว่างจาก RNase H.กระบวนการจำลองดีเอ็นเอเสร็จเมื่อเอนไซม์ ligase รวมชิ้นส่วนดีเอ็นเอสั้น ๆ เข้าด้วยกันเป็นสาระหนึ่งอย่างต่อเนื่อง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การจำลองดีเอ็นเอบทนำจำลองดีเอ็นเอเป็นกระบวนการดีเอ็นเอเกลียวคู่ทั้งหมดจะถูกคัดลอกไปผลิตเป็นครั้งที่สองดีเอ็นเอเหมือนเกลียวคู่. วัตถุประสงค์ของการฝึกนี้คือเพื่อให้เข้าใจถึงการทำงานของโปรตีนที่รับผิดชอบในการจำลองดีเอ็นเอรวมทั้ง helicase, SSB โปรตีน primase ที่ยึดเลื่อนดีเอ็นเอโพลิเมอร์, RNase เอชลิกาเซดีเอ็นเอ. จะเข้าใจว่าทำไมสาระชั้นนำถูกสังเคราะห์อย่างต่อเนื่องและสาระปกคลุมด้วยวัตถุฉนวนที่มีการสังเคราะห์ discontinuously. จำลองโรงงานจำลองดีเอ็นเอเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนที่ต้องดำเนินการร่วมกันของหลาย ๆ ที่แตกต่างกัน โปรตีน โปรตีนจำลองแบบเป็นคลัสเตอร์ร่วมกันในสถานที่โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซลล์และดังนั้นจึงอาจจะถือได้ว่าเป็นขนาดเล็ก "โรงงานจำลองแบบ" ที่ผลิตสำเนาดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอที่จะคัดลอกจะถูกป้อนผ่านโรงงานมากที่สุดเท่าที่รีลของหนังเรื่องนี้จะถูกป้อนผ่านโปรเจคเตอร์ภาพยนตร์ ดีเอ็นเอเกลียวคู่ที่เข้ามาถูกแบ่งออกเป็นสองเส้นเดียวและแต่ละสาระต้นฉบับเดียวจะกลายเป็นครึ่งหนึ่งของดีเอ็นเอเกลียวคู่ใหม่ เพราะแต่ละดีเอ็นเอเกลียวคู่ส่งผลให้ยังคงมีเส้นหนึ่งของดีเอ็นเอเดิมจำลองดีเอ็นเอกล่าวจะกึ่งอนุรักษ์นิยม. ดีเอ็นเอโปรตีนจำลองแบบจำลองดีเอ็นเอต้องใช้ความหลากหลายของโปรตีน แต่ละโปรตีนดำเนินการฟังก์ชั่นที่เฉพาะเจาะจงในการผลิตเส้นดีเอ็นเอใหม่ helicase ที่ทำจากโปรตีนหกจัดในรูปแหวนคลายดีเอ็นเอเกลียวคู่เป็นสองเส้นของแต่ละบุคคล เดียวเส้นใยโปรตีนที่มีผลผูกพันหรือ SSBs เป็น tetramers ว่าเสื้อดีเอ็นเอเกลียว นี้ป้องกันไม่ให้เส้นดีเอ็นเอจาก reannealing ในรูปแบบดีเอ็นเอเกลียวคู่ primase เป็นโพลิเมอร์อาร์เอ็นเอที่สังเคราะห์ไพรเมอร์อาร์เอ็นเอสั้นที่จำเป็นในการเริ่มต้นกระบวนการจำลองสาระ ดีเอ็นเอโพลิเมอร์เป็นเอนไซม์มือรูปที่สตริงนิวคลีโอกันในรูปแบบเกลียวดีเอ็นเอ ยึดเลื่อนเป็นโปรตีนเสริมที่จะช่วยให้ถือดีเอ็นเอโพลิเมอร์ลงบนดีเอ็นเอระหว่างการจำลองแบบ RNase H เอาไพรเมอร์อาร์เอ็นเอที่ก่อนหน้านี้เริ่มเส้นใยสังเคราะห์ดีเอ็นเอ การเชื่อมโยงลิกาเซดีเอ็นเอเหยียดสั้นของดีเอ็นเอร่วมกันเพื่อสร้างดีเอ็นเอยาวต่อเนื่อง. สาระแยกลองดูที่ขั้นตอนของการจำลองดีเอ็นเอในรายละเอียดเพิ่มเติม เพื่อเริ่มต้นกระบวนการของการจำลองดีเอ็นเอทั้งสองเส้นเกลียวคู่เป็นคลายและแยกออกจากกันโดยเอนไซม์ helicase จุดที่ดีเอ็นเอถูกแยกออกเป็นเส้นเดียวและที่ดีเอ็นเอใหม่จะถูกสังเคราะห์เป็นที่รู้จักกันส้อมจำลองแบบ เดียวเส้นใยโปรตีนที่มีผลผูกพันหรือ SSBs อย่างรวดเร็วเสื้อสัมผัสใหม่เส้นเดียว SSBs รักษาเส้นแยกออกจากกันในระหว่างการจำลองดีเอ็นเอ โดยไม่ต้อง SSBs, เส้น DNA ประกอบได้อย่างง่ายดายสามารถสแน็ปกลับมารวมกัน SSBs ผูกหลวมดีเอ็นเอและมีการย้ายเมื่อเอนไซม์โพลิเมอร์เริ่มสังเคราะห์ดีเอ็นเอใหม่. ใหม่สาระการสังเคราะห์ตอนนี้พวกเขาจะแยกทั้งสองเส้นดีเอ็นเอเดียวสามารถทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับการผลิตของสองใหม่ดีเอ็นเอเสริม โปรดจำไว้ว่าเกลียวคู่ประกอบด้วยสองเส้นดีเอ็นเอ antiparallel 5 เสริม '3' เส้นวิ่งในทิศทางตรงข้าม เอนไซม์โพลีเมอสามารถสังเคราะห์กรดนิวคลีเส้นเดียวใน 5 '3' ทิศทาง hooking ของกลุ่มฟอสเฟตของเบสที่เข้ามาบน 3 '5 กลุ่มไฮดรอกในตอนท้ายของห่วงโซ่กรดนิวคลีการเจริญเติบโต เพราะห่วงโซ่ที่เติบโตขึ้นโดยขยายออก 3 กลุ่มไฮดรอกซิสังเคราะห์สาระบอกว่าจะดำเนินการใน 5 '3' ทิศทาง. แม้ในขณะที่เส้นจะถูกแยกออก แต่ดีเอ็นเอโพลิเมอร์ไม่สามารถเพียงแค่เริ่มต้นการคัดลอกดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอโพลิเมอร์สามารถขยายห่วงโซ่กรดนิวคลี แต่ไม่สามารถเริ่มต้นหนึ่งจากรอยขีดข่วน เพื่อให้ดีเอ็นเอโพลิเมอร์สถานที่ที่จะเริ่มต้นการ rna โพลิเมอร์ที่เรียกว่าสำเนาแรก primase ช่วงสั้น ๆ ของเส้นใยดีเอ็นเอ นี้จะสร้างส่วน RNA เสริมถึง 60 นิวคลีโอยาวที่เรียกว่าไพรเมอร์. ตอนนี้ดีเอ็นเอโพลิเมอร์สามารถคัดลอกเกลียวดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอโพลิเมอร์เริ่มต้นที่ปลาย 3 'ของไพรเมอร์อาร์เอ็นเอและการใช้ดีเอ็นเอเดิมเป็นคู่มือเริ่มสังเคราะห์ดีเอ็นเอเสริมใหม่ สองโพลิเมอร์เอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับแต่ละดีเอ็นเอของผู้ปกครอง เนื่องจากลักษณะของเส้น antiparallel ดีเอ็นเอ แต่เอนไซม์โพลิเมอร์ในสองเส้นเริ่มต้นที่จะย้ายไปในทิศทางตรงข้าม. หนึ่งโพลิเมอร์สามารถยังคงอยู่ในดีเอ็นเอแม่แบบและคัดลอกดีเอ็นเอในสาระอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตามโพลิเมอร์อื่น ๆ สามารถคัดลอกช่วงสั้น ๆ ของดีเอ็นเอก่อนที่จะวิ่งเข้าไปในไพรเมอร์ของส่วนลำดับขั้นตอนก่อนหน้านี้ มันจึงถูกบังคับให้ซ้ำปล่อยดีเอ็นเอและเลื่อนต้นน้ำต่อไปที่จะเริ่มต้นการขยายจากไพรเมอร์อาร์เอ็นเออีก ยึดเลื่อนช่วยถือดีเอ็นเอโพลิเมอร์นี้ลงดีเอ็นเอเป็นดีเอ็นเอเคลื่อนผ่านเครื่องจักรการจำลองแบบ ยึดเลื่อนทำให้โพลิเมอร์ processive. สาระสังเคราะห์อย่างต่อเนื่องเป็นที่รู้จักกันเป็นสาระชั้นนำในขณะที่เส้นใยที่สังเคราะห์ในชิ้นสั้น ๆ เรียกได้ว่าเป็นสาระปกคลุมด้วยวัตถุฉนวน เหยียดสั้น ๆ ของดีเอ็นเอที่ทำขึ้นฝั่งปกคลุมด้วยวัตถุฉนวนที่รู้จักกันเป็นชิ้นส่วนโอกาซากิ. ล้าหลังสาระก่อนดีเอ็นเอปกคลุมด้วยวัตถุฉนวนสาระออกจากโรงงานจำลองแบบไพรเมอร์อาร์เอ็นเอของมันจะต้องถูกลบออกและชิ้นส่วนที่โอกาซากิจะต้องร่วมกันในการสร้างดีเอ็นเออย่างต่อเนื่องเส้นใย ขั้นตอนแรกคือการกำจัดของไพรเมอร์อาร์เอ็นเอที่ RNase H ซึ่งถือเป็นไฮบริดเอนริเก้ RNA-ดีเอ็นเออาร์เอ็นเอเสื่อมโดยการไฮโดรไลซ์พันธบัตร phosphodiester ของ ถัดไปตามลำดับช่องว่างที่สร้างขึ้นโดย RNase H เต็มไปแล้วโดยดีเอ็นเอโพลิเมอร์ที่ขยายปลาย 3 'ของเพื่อนบ้านส่วนโอกาซากิ สุดท้ายเศษโอกาซากิจะเข้าร่วมกันโดยลิกาเซดีเอ็นเอที่ hooks กัน 'ในตอนท้ายของส่วนหนึ่งกับ 5' 3 กลุ่มฟอสเฟตของชิ้นส่วนที่อยู่ใกล้เคียงใน ATP- หรือ NAD + ปฏิกิริยา -dependent. จำลองแบบในการดำเนินการตอนนี้เราพร้อมที่จะทบทวนขั้นตอนของการจำลองดีเอ็นเอ. ขั้นตอนการเริ่มต้นขึ้นเมื่อเอนไซม์ helicase คลายเกลียวคู่เผยให้เห็นสองเส้นดีเอ็นเอเดียวและสร้างสองส้อมจำลองแบบ คัดลอกดีเอ็นเอที่เกิดขึ้นพร้อม ๆ กันตรงทางแยกในแต่ละ กลไกของการจำลองแบบเหมือนกันตรงทางแยกในแต่ละ โปรดจำไว้ว่าโปรตีนที่เกี่ยวข้องในการจำลองแบบเป็นคลัสเตอร์ร่วมกันและจอดทอดสมออยู่ในเซลล์ ดังนั้นโปรตีนจำลองแบบไม่ได้เดินทางไปตามความยาวของดีเอ็นเอ แต่ส่วนที่เป็นเกลียวดีเอ็นเอจะถูกป้อนผ่านโรงงานจำลองแบบนิ่งเหมือนฟิล์มจะถูกป้อนผ่านโปรเจคเตอร์. เดียวเส้นใยโปรตีนที่มีผลผูกพันหรือ SSBs เสื้อเส้นดีเอ็นเอเดียวที่จะป้องกันไม่ให้พวกเขาจากการหักกลับมารวมกัน SSBs จะย้ายได้อย่างง่ายดายโดยดีเอ็นเอโพลิเมอร์. เอนไซม์ primase ใช้ลำดับดีเอ็นเอเดิมเป็นแม่แบบในการสังเคราะห์ RNA ไพรเมอร์สั้น ไพรเมอร์ที่มีความจำเป็นเพราะดีเอ็นเอโพลิเมอร์สามารถขยายห่วงโซ่เบื่อหน่ายไม่ได้เริ่มต้นหนึ่ง. ดีเอ็นเอโพลิเมอร์เริ่มที่จะสังเคราะห์ดีเอ็นเอใหม่โดยการขยายไพรเมอร์อาร์เอ็นเอใน 5 '3' ทิศทาง แต่ละดีเอ็นเอของผู้ปกครองที่จะถูกคัดลอกโดยหนึ่งดีเอ็นเอโพลิเมอร์ โปรดจำไว้ว่าทั้งสองเส้นแม่แบบการย้ายโรงงานผ่านการจำลองแบบไปในทิศทางเดียวกันและดีเอ็นเอโพลิเมอร์สามารถสังเคราะห์ดีเอ็นเอจากสิ้นไป 3 '5 ปลาย เนื่องจากทั้งสองปัจจัยหนึ่งของดีเอ็นเอจะต้องทำ discontinuously ชิ้นสั้น ๆ ที่จะเข้าร่วมในภายหลังด้วยกัน. ในฐานะที่เป็นเงินที่ได้จำลองแบบ RNase H ตระหนักไพรเมอร์อาร์เอ็นเอที่ถูกผูกไว้กับแม่แบบดีเอ็นเอและลบไพรเมอร์โดยการไฮโดรไลซ์อาร์เอ็นเอได้. ดีเอ็นเอโพลิเมอร์สามารถ แล้วกรอกข้อมูลลงในช่องว่างด้านซ้ายโดย RNase เอชกระบวนการจำลองดีเอ็นเอเป็นที่เรียบร้อยแล้วเมื่อเอนไซม์ลิกาเซร่วมชิ้นดีเอ็นเอสั้นด้วยกันเป็นหนึ่งสาระอย่างต่อเนื่อง

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ดีเอ็นเอ

บทนำ

ดีเอ็นเอเป็นกระบวนการโดยที่ทั้งคู่เกลียวดีเอ็นเอจะถูกคัดลอกเพื่อผลิตที่สอง เหมือนดีเอ็นเอเกลียวคู่ .

วัตถุประสงค์ของการออกกำลังกายนี้คือ :

เข้าใจหน้าที่การทำงานของโปรตีนที่รับผิดชอบในการรวมโมเลกุล ดีเอ็นเอ SSB , โปรตีน , ไพรเมส , การเรียนรู้ใช้ดีเอ็นเอและดีเอ็นเอไลเกสเลส , H .
ที่จะเข้าใจ ว่าทำไมเส้นใยสังเคราะห์ชั้นนำอย่างต่อเนื่อง และปกคลุมด้วยวัตถุฉนวนเส้นสังเคราะห์ discontinuously .
การปรับปรุงโรงงาน

ดีเอ็นเอเป็นซับซ้อนกระบวนการต้องร่วมกันกระทำหลายโปรตีนการปรับปรุงโปรตีนมีการจัดกลุ่มเข้าด้วยกันในสถานที่เฉพาะในเซลล์และดังนั้นจึงอาจถือว่าเป็นขนาดเล็ก " โรงงาน " แบบที่ผลิตสำเนาดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอจะถูกคัดลอกจะถูกป้อนผ่านโรงงาน เท่าที่รีลฟิล์มจะถูกป้อนผ่านเครื่องฉายหนัง .สายดีเอ็นเอเกลียวคู่ที่แบ่งออกเป็นสองเส้นเดียวและเส้นเดียวก็กลายเป็นต้นฉบับแต่ละครึ่งใหม่ของดีเอ็นเอเกลียวคู่ . เพราะแต่ละผลดีเอ็นเอเกลียวคู่ของดีเอ็นเอเกลียวหนึ่งยังคงเดิม การถ่ายแบบดีเอ็นเอว่า เป็นกึ่งอนุลักษณ์



ดีเอ็นเอโปรตีนดีเอ็นเอต้องใช้ความหลากหลายของโปรตีนโปรตีนแต่ละดำเนินการฟังก์ชั่นที่เฉพาะเจาะจงในการผลิตของเส้นดีเอ็นเอใหม่ โมเลกุลของโปรตีน ทำหก จัดในลักษณะวงแหวนเกลียวคู่ดีเอ็นเอ , คลายออกเป็นสองเส้นของแต่ละบุคคล เส้นเดียวผูกพันโปรตีน หรือ ssbs , tetramers ที่ขนเดียวควั่นดีเอ็นเอ นี้จะป้องกันไม่ให้ DNA เส้นคู่จาก reannealing รูปแบบควั่นดีเอ็นเอไพรเมสเป็นอาร์เอ็นเอพอลิเมอเรสที่สังเคราะห์ RNA PCR ต้องเริ่มสั้นเกลียวแบบกระบวนการ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรส เป็นรูปมือ เอนไซม์ที่สายนิวคลีโอไทด์เข้าด้วยกันเพื่อสร้างดีเอ็นเอเกลียว วันเลื่อนหนีบอุปกรณ์เสริมโปรตีนที่ช่วยยึดลงบนเกลียวดีเอ็นเอดีเอ็นเอพอลิเมอเรสในการทำซ้ำเลส H เอา RNA ชนิดที่ก่อนหน้านี้เริ่มเกลียวดีเอ็นเอสังเคราะห์ ดีเอ็นเอดีเอ็นเอไลเกส การเชื่อมโยงยืดสั้นหนึ่งยาวต่อเนื่องกันเพื่อสร้างดีเอ็นเอเกลียว เกลียวแยก



เรามาดูขั้นตอนของดีเอ็นเอในรายละเอียดเพิ่มเติม . เพื่อเริ่มต้นกระบวนการของการจำลองตัวเองของดีเอ็นเอเกลียวคู่ สองเส้นอยู่มาก และแยกจากกันโดยโมเลกุลของเอนไซม์จุดที่ดีเอ็นเอแยกออกเป็นเส้นเดี่ยวและดีเอ็นเอที่สังเคราะห์ใหม่จะถูกเรียกว่าการส้อม เส้นเดียวผูกพันโปรตีน หรือ ssbs ได้อย่างรวดเร็วใหม่สัมผัสเดียวเสื้อถัก ssbs รักษาแยกเส้นในระหว่างการจำลองดีเอ็นเอ โดยไม่ ssbs , เส้นดีเอ็นเอประกอบได้อย่างง่ายดายสามารถ snap กลับด้วยกัน ssbs ผูกหลวมๆ กับดีเอ็นเอและแทนที่เมื่อใช้เอนไซม์เริ่มต้นสังเคราะห์เส้นดีเอ็นเอใหม่

ใหม่ ชายหาด การสังเคราะห์

ตอนนี้พวกเขาจะแยกสองดีเอ็นเอเส้นเดี่ยวจะเป็นแม่แบบสำหรับผลิตใหม่ 2 , เสริมเส้นดีเอ็นเอ จำได้ว่า เกลียวคู่ประกอบด้วยสองทิศทางตรงกันข้ามดีเอ็นเอเส้นคู่กับ 5 ' 3 ' เส้นวิ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามโดยเอนไซม์สามารถสังเคราะห์กรดนิวคลีอิกเกลียวในทิศทาง 5 ' - 3 ' , 5 ' รุกกลุ่มฟอสเฟตของนิวคลีโอไทด์เข้ามาสู่หมู่ 3 ' ที่ส่วนท้ายของการเจริญเติบโตกรดนิวคลีอิก ห่วงโซ่ เพราะโซ่เติบโตโดยขยายจาก 3 หมู่ การสังเคราะห์ ชายหาด กล่าวว่า จะดำเนินการใน 5 ' - 3 ' ทิศทาง

แม้เส้นจะแยกอย่างไรดีเอ็นเอพอลิเมอเรสไม่สามารถเพียงแค่เริ่มต้นการคัดลอกดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเท่านั้นที่สามารถขยายสายโซ่กรดนิวคลีอิกแต่ไม่ได้เริ่มต้นจากรอยขีดข่วน เพื่อให้ใช้เป็นสถานที่เพื่อเริ่มต้นของดีเอ็นเอ , อาร์เอ็นเอพอลิเมอเรสเรียกไพรเมสชุดแรก ยืดสั้นของเส้นดีเอ็นเอ นี้จะสร้างส่วน RNA ซึ่งถึง 60 คู่ยาวที่เรียกว่ารองพื้น

ตอนนี้ใช้เส้นดีเอ็นเอสามารถคัดลอกดีเอ็นเอ ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสจะเริ่มที่ 3 ' สุดท้ายของ RNA primer และโดยใช้เกลียวดีเอ็นเอเดิมเป็นคู่มือเริ่มต้นที่จะสร้างเส้นดีเอ็นเอประกอบใหม่ สองโดยเอนไซม์จะต้องหนึ่งสำหรับแต่ละของดีเอ็นเอเกลียว เนื่องจากมีทิศทางตรงกันข้าม ลักษณะของดีเอ็นเอเส้น อย่างไรก็ตามการใช้เอนไซม์บนสองเส้นเริ่มต้นที่จะย้ายไปในทิศทางตรงกันข้าม ใช้

หนึ่งสามารถคงอยู่บนดีเอ็นเอแม่แบบและคัดลอกดีเอ็นเอหนึ่งอย่างต่อเนื่องในกลุ่ม อย่างไรก็ตาม วิธีอื่น ๆสามารถคัดลอกดีเอ็นเอยืดสั้นก่อนที่มันจะวิ่งลงรองพื้นของก่อนหน้านี้ลำดับเบส .จึงบังคับให้ซ้ำ ๆปล่อยเกลียวดีเอ็นเอและภาพนิ่งเพิ่มเติมต้นน้ำเริ่มขยายจากอีกอาร์เอ็นเอไพรเมอร์ ช่วยถือนี่หนีบเลื่อนบนดีเอ็นเอ DNA polymerase เป็นดีเอ็นเอย้ายผ่านการปรับปรุงเครื่องจักร การเลื่อนหนีบทำให้การ processive

อย่างต่อเนื่องสังเคราะห์เส้นเรียกว่าเส้นชั้นนําในขณะที่กลุ่มที่ถูกสังเคราะห์ขึ้นมาสั้นชิ้นเรียกว่าล่าล่า สั้นเหยียดของดีเอ็นเอที่ทำให้ล้าหลัง ชายหาด จะเรียกว่า โอคาซากิ เศษ



ก่อนล่าล่าเกลียวเกลียวดีเอ็นเอออกจากโรงงานซ้ำของ RNA PCR ต้องเอาออกและโอกาซากิ เศษต้องร่วมกันเพื่อสร้างเส้นดีเอ็นเอ อย่างต่อเนื่องขั้นตอนแรกคือการเอาออกของอาร์เอ็นเอไพรเมอร์ เลส H ซึ่งจำ rna-dna helices ไฮบริดนี้ยีนโดยการย่อยของมันฟ โฟไดเ เตอร์ พันธบัตร ถัดไป , ลำดับช่องว่างที่สร้างขึ้นโดยเลส H แล้วเติมโดย DNA polymerase ซึ่งขยาย 3 จบใกล้เคียง Okazaki fragment . ในที่สุดส่วนโอคาซากิ เศษร่วมกันโดยดีเอ็นเอไลเกสว่าตะขอกัน 3 จบหนึ่งชิ้นที่ 5 ' กลุ่มฟอสเฟตของเพื่อนบ้านส่วนในเอทีพี - หรือ NAD - ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยา

ซ้ำในการกระทํา

ตอนนี้เราพร้อมที่จะทบทวนขั้นตอนของดีเอ็นเอ .

กระบวนการเริ่มต้นขึ้นเมื่อโมเลกุลเอนไซม์คลายออกเกลียวสองให้สองเส้นดีเอ็นเอเดียวและสร้างสองแบบส้อม การจำลองตัวเองของดีเอ็นเอเกิดขึ้นพร้อมกันในแต่ละส้อม กลไกการจำลองแบบจะเหมือนกันในแต่ละส้อม จำได้ว่าโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการมีการจัดกลุ่มเข้าด้วยกันและทอดสมอในเซลล์ ดังนั้นการปรับปรุงโปรตีนไม่เดินทางลงความยาวของดีเอ็นเอ แทน ดีเอ็นเอคือการได้รับผ่านเครื่องเขียนโรงงานเหมือนฟิล์มจะถูกป้อนผ่านโปรเจคเตอร์ .
เส้นเดียวผูกพันโปรตีน หรือดีเอ็นเอเส้นเดี่ยว ssbs เคลือบเพื่อป้องกันไม่ให้พวกเขาจากการนอนหลับ กลับไปด้วยกัน ssbs ได้อย่างง่ายดายย้ายจากดีเอ็นเอพอลิเมอเรส .
ส่วนไพรเมสเอนไซม์ใช้ลำดับเบสดีเอ็นเอเดิมเป็นแม่แบบเพื่อสังเคราะห์ RNA primer สั้น ไพรเมอร์เป็นสิ่งจำเป็นเพราะดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเท่านั้นที่สามารถขยายยีนโซ่ไม่เริ่มต้น .
ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเริ่มสังเคราะห์เส้นดีเอ็นเอใหม่ โดยขยายเป็น RNA primer ใน 5 ' - 3 ' ทิศทาง แต่ละเส้นจะถูกคัดลอกโดยหนึ่งของดีเอ็นเอ DNA polymerase . จำไว้ทั้งแม่แบบเส้นผ่านการย้ายโรงงานไปในทิศทางเดียวกัน และดีเอ็นเอพอลิเมอเรสเท่านั้นที่สามารถสังเคราะห์ DNA จากปลาย 5 ' ปลาย 3 ' เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้สอง , หนึ่งของดีเอ็นเอเส้นต้องทำ discontinuously ชิ้นสั้นซึ่งต่อมาได้เข้าร่วมด้วยกัน
เป็นเงินซึ่งทำให้เกิดเลส H จำอาร์เอ็นเอไพรเมอร์ต้องแม่แบบดีเอ็นเอ และขจัดโดยการย่อยด้วยยีน .
ดีเอ็นเอพอลิเมอเรสแล้วสามารถกรอกในช่องว่างด้านซ้ายโดยเลส H .
ดีเอ็นเอกระบวนการจะเสร็จสมบูรณ์เมื่อเอนไซม์ DNA ไลเกส รวมชิ้นสั้น ๆด้วยกันในกลุ่มอย่างต่อเนื่อง