2 DNS tulajdonságai az öröklődés és változékonyság egyik anyagaként
6. ábra. A kódoló aminosavak és DNS-tripletek
Más jellemzők különféle típusú organizmusokra specifikusak. Az élesztőben a GAT tripletje és valószínűleg a GA teljes családja treoninot kódol a leucin aminosav helyett. Emlősökben a triplet TAG értéke megegyezik a TAC-értékével, és az izoleucin helyett a metionin aminosavat kódolja. A TTG és a TTS triplettjai bizonyos fajok mitokondriumok DNS-ében nem kódolják az aminosavakat, mint a hülyeség nélküli hármasok. A tripletis, a degeneráció, a specifitás és az egyetemesség mellett a genetikai kód legfontosabb jellemzői a folytonosság és a kodonok nem átfedése az olvasásban. Ez azt jelenti, hogy a nukleotidok szekvenciája a triplet után olvasott triplet, a kihagyás nélkül, míg a szomszédos tripletek nem átfedik egymást, azaz minden egyes nukleotid csak egy tripletet tartalmaz egy adott leolvasási kerethez (3.7. A genetikai kód nem átfedésének bizonyítéka csak egy aminosav helyettesítése a peptidben egy nukleotid helyettesítésével a DNS-ben. Ha a nukleotid több átfedő hármas egységbe került, annak helyettesítése a peptidláncon 2-3 aminosav helyettesítését vonná maga után.
7. ábra. A genetikai kód folyamatossága és vitathatatlansága az örökletes információk olvasásakor.
A számok a nukleotidokat jelölik
4.2 A DNS tulajdonságai az öröklődés és változékonyság egyik anyagaként
4.2.1. Örökölt anyag öngyógyítása. DNS-replikáció
Az örökölt anyag egyik fő tulajdonsága az önmásolás-replikáció képessége. Ezt a tulajdonságot a DNS-molekula kémiai szervezetének sajátosságai szolgáltatják, amelyek két egymást kiegészítő láncból állnak. A replikációs eljárásban komplementer láncot állítunk elő az anyai DNS-molekula mindegyik polinukleotid-láncán. Ennek eredményeképpen két azonos kettős hüvely alakul ki egy DNS kettős hélixéből. Ez a molekulasugárzás módszere, amelyben mindegyik lánymolekula tartalmaz egy anyai és egy új szintetizált láncot, félkonzervatívnak nevezik.
A replikációhoz az anyai DNS-szálakat el kell választani egymástól, hogy olyan mátrixokká váljanak, amelyeken a leánymolekulák komplementer láncai szintetizálódnak.
A replikáció megkezdését a DNS különleges területein végezzük, amelyeket az angol eredetű - kezdetektől fogva - jelöltünk. Ezek közé tartozik a specifikus fehérjék által felismert 300 nukleotidpár. A kettős szálú DNS-t ezen lókuszok van osztva két lánc, így általában mindkét oldalán a replikációs origót régió képződik divergencia polinukleotid láncok - a replikációs villa, amely ellentétes irányban mozognak a locus ori. Között a replikációs villa kialakított szerkezet az úgynevezett replikációs szem, ahol a két lánc a kiindulási DNS egy új polinukleotid lánc előállított (8. ábra, A).
A hidrogénkötéseket megszakító helikáz enzim alkalmazásával a DNS kettős hélixét a replikáció eredetére boncolják. Képződnek ezen az egyetlen DNS-szál destabilizáló kötődnek specifikus fehérjék, hogy a feszített gerincek áramkörök, így nitrogéntartalmú bázisokkal kötődéshez hozzáférhető a komplementer nukleotidok, található a nukleoplazmában. A replikációs villák régiójában kialakult láncok mindegyikénél, a DNS polimeráz enzim részvételével, a komplementer láncokat szintetizáljuk (8, B ábra).
8. ábra. A replikáció eredete. Replikációs villa
A. A replikációs szem kialakulása.
B. A DNS-molekula replikációs villaának régiója
A szintézis során a replikációs villák az anyai spirál mentén mozognak, ellentétes irányban, és rögzítik az összes új zónát.
A szülői DNS spirálisan csavart láncainak elválasztása a helikáz enzimmel a szuperwavers megjelenését okozza a replikációs villa előtt. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a héj egy tekercsét alkotó minden 10 pár nukleotid divergenciájával a szülő DNS-nek teljes tengelye körül teljes forradalmat kell teljesítenie. Ennek következtében a replikációs fork elindításához a teljes DNS-molekula előtte gyorsan forgatnia kellene, ami nagy energiaszintet igényelne. Valójában ezt nem figyelték meg a DNS-topoizomerázok nevű speciális fehérjeosztály miatt. A tozoomeráz megtöri az egyik DNS-szálat, amely lehetővé teszi, hogy a második lánc körül forogjon. Ez gyengíti a felgyülemlett stresszt a DNS dupla helixében (9.
Ez szabadít hidrogénkötések nukieotidszekvenciát elválasztjuk szülői láncok igazítsa mentes nukleotidot a nukleoplazmában amennyiben az jelen van, mint dezoksiribonukleozidgrifosfatov: dATP, dGTP, dCTP, dTTP. A kiegészítő nukleozid-trifoszfát hidrogénkötéseket képez az anyai DNS-lánc bizonyos bázisával. Ezután, segítségével a DNS-polimeráz enzim megköti foszfodiészter kötést, hogy az előző újonnan szintetizált nukleotid-lánc, ezáltal a szervetlen pirofoszfát (10 ábra).
Mivel a DNS-polimeráz a következő nukleotidot az előző nukleotid 3'-helyzetébe az OH-csoporthoz kapcsolja, a lánc fokozatosan meghosszabbodik a 3'-végén.
A jellemzője a DNS-polimerázzal amiatt, hogy nem kezdeményez szintézisének új polinukleotid lánc egyszerűen ragasztás két nukleozid: szükséges 3'-OH terminális polinukleotid lánc párosítva a templát DNS-szálon, amelyhez a DNS-t polimeráz csak hozzá nukleotidokat. Az ilyen polinukleotid láncot primernek vagy primernek nevezik.
A DNS-polinukleotidláncok szintézisében a primerek szerepe a replikáció során RNS rövid szekvenciákkal történik, amelyek az RNS primáz enzim részvételével alakultak (11. A DNS-polimeráz ezen tulajdonsága azt jelenti, hogy a replikáció sablonja csak egy DNS-szál lehet, amely magában hordozza a hozzá illő magot, amelynek szabad 3'-OH vége van.
9. ábra. Törés egyik DNS-szál az enzim DNS-topoizomeráz: I - DNS topoizomeráz kovalentauyu egy kötést képez az egyik foszfát csoportok DNS (felső szál); II - eredményeként a foszfodiészter kötés hasítása egyetlen polinukleotid szál körül a neki megfelelő másik kommunikációs áramköri végzett forgása, amely eltávolítja a feszültséget okozott a divergencia a két DNS-szál a régióban a replikációs villa; III - eltávolítása után a feszültség a DNS hélix egy spontán szétválasztása DNS topoizomeráz és foszfodiészter-kötést a DNS-visszaállító áramkör
Az a képesség, a DNS polimerázok elvégzésére a szerelvény egy polinukleotid egy 5 „- 3” - végén, amikor összekötő két antiparalel DNS-szálból azt jelzi, hogy a replikációs folyamatban kell eljárni, hogy őket eltérően. Valóban, ha az egyik a mátrixok (3 „→ 5”) összeszerelése az új-lánc folyamatos 5 „- 3” végén, és fokozatosan megnyúlik a 3'-végén, a másik lánc, szintetizált a sablon (5 „→ 3 '), a 3'-től az 5'-végig növekedni fog. Ez ellentétes a DNS-polimeráz enzim működésének irányával.