Репликација

Генетичке информације се чувају у молекулу ДНК као поруке исписане нуклеотидима уместо словима.

Кроз генерације ћелија оне се преносе у неизмењеном облику процесом репликације ДНК који предходи ћелијској деоби

Репликација се одвија у С фази, интерфазе.

 Ток репликације:

Током репликације долази до раскидања водоничних веза између наспрамних ланаца ДНК и око сваког старог ланца ствара се нови полинуклеотидни ланац. Сваки од тих ланаца служи као матрица за синтезу новог ланца. Ређање нуклеотида у новом ланцу наспрам старог ланца врши се по принципу комплементарности. Наспрам аденина поставља се тимин и обрнуто, односно наспрам цитозина гуанин и обрнуто.

На крају репликације добијамо два молекула ДНК који су идентични са молекулом од кога су настали.

Сваки молекул се састоји од једног старог и једног новог ланца нуклеотида тј после деобе свака ћерка ћелија добија ДНК у којој је један ланац родитељски, а други је новосинтетисани.

репликација код прокариота и еукариота

Код бактерија( прокариота) ДНК је кружна и није у вези са протеинима.

Код њих репликација почиње на једном месту( то место се назива ориџин), након чега почиње раскидање водоничних веза   истовремено у оба смера зато кажемо да је бидирекциона.   Завршава се насупрот места почетка репликације. Места на молекулу ДНК на којима се репликација одвија има облик слова Y и назива се репликативна виљушка. Две виљушке  формирају један  мехур.  Репликација се одвија у 5′ – 3′ правцу. На 3′ крај се додају нови нуклеотиди.

ДНК еукариота  је линеаран, и у контакту је са протеинима, па се репликација одвија спорије, због тога репликација почиње истовремено на више места дуж ДНК и са сваког места се раскидају водоничне везе  у оба смера (бидирекциона). Формира се више мехурова дуж ДНК. Репликација се одвија у 5′ – 3′ правцу.

ензими који учествују у репликацији:

У репликацији учествује велики број ензима. Саму реакцију додавања нуклеотида на 3′ крај растућег  ланаца катализује ензими  ДНК полимеразе . ДНК полимераза III је главни полимеризујући ензим, он наспрам нуклеотида у  старом ланцу додаје нове нуклеотиде по принципу комплементарности.  ДНК полимераза II има могућност да уклони  погрешан нуклеотид који је додат на растући ланац  и везује исправан нуклеотид чиме се значајно повећава тачност репликације.

Ипак се дешава да дође до грешака при репликацији  оне се називају спонтане мутације и оне су извор генетичке разноврсности на којима се заснива и фенотипска разноврсност. Учесталост спонтаних мутација је од 10-4 д о10-6. Што значи да се сваки 10000 нуклеотид погрешно угради током репликације.

Ензими који учествују у репликацији су:

•  Топоизомераза – одмотава ланце, врши негативну спирализацију.
•  Хеликазе – раскида водоничне везе између ланца ДНК и ствара репликативну виљушку.
•  ДНК полимераза III – врше полимеризацију, наспрам нуклеотида у старом ланцу поставља комплементарне нуклеотиде у новом ланцу. Он је главни полимеризујући ензим.  Пошто он не може директно да се веже за расплетени ланац ДНК, за ланац се прво везује РНК примаза –која ствара  кратаке сегменте РНК који се називају прајмери, ДНК полимераза III се веже за прајмер и наставља да синтетише ДНК ланац.
• Егзонуклеаза одстрањује кратке  сегменте РНК ланац – прајмер
• ДНК полимераза I попуњава простор где је био прајмер, ДНК нуклеотидима

•  Лигазе – повезују поједине делове полимеризованих ланаца ( оне стварају фосфодиестарске везе.

Ланац у коме се додавање нуклеотида поклапа са смером раскидања водоничних веза назива се водећи и он је континуиран ( leading), други ланац се назива заостајући зато сто се раскидање водоничних веза не поклапа са смером додавања нових нуклеотида(lagging) он је дисконтинуиран и ти фрагменти се називају оказаки фрагменти.