Sprawdź się
„W procesie tym podwójna helisa DNA jest rozplatana, a do każdej z pojedynczych nici dobudowana jest druga – komplementarna. Powstają dwie cząsteczki DNA, każda składa się z jednej »starej« i jednej nowo zsyntetyzowanej nici”. Tekst mówi o procesie:
- translacji
- transkrypcji
- replikacji
- duplikacji
Uporządkuj w prawidłowej kolejności etapy replikacji u organizmów eukariotycznych.
- łączenie fragmentów nici DNA katalizowane przez ligazę
- rozplecenie podwójnej helisy DNA przez helikazę
- usuwanie starterów
- synteza komplementarnych nici DNA przez polimerazę DNA
- wypełnianie luk po starterach komplementarnych w DNA syntezowanym przez polimerazę DNA
- przyłączenie krótkich starterów RNA do pojedynczych nici DNA
Oznacz poniższe zdania dotyczące przebiegu replikacji jako prawdziwe lub fałszywe.
| Prawda | Fałsz | |
| Fragmenty Okazaki powstają na nici opóźnionej, bo kierunek rozplatania podwójnej helisy DNA jest identyczny z kierunkiem syntezy nici komplementarnej (nowej) do nici matrycowej (starej). | □ | □ |
| Replikacja DNA u wszystkich organizmów żywych ma charakter semikonserwatywny (półzachowawczy). | □ | □ |
| Replikacja dwuniciowej cząsteczki DNA skutkuje powstaniem dwóch dwuniciowych cząsteczek DNA. Jedna z nich składa się z dwóch nici matrycowych, a druga z dwóch nici nowo zsyntezowanych. | □ | □ |
| Oczka replikacyjne powstałe podczas inicjacji replikacji materiału genetycznego organizmów prokariotycznych po czasie łączą się. | □ | □ |
Uzupełnij poniższy tekst tak, aby podawał poprawne informacje. Zaznacz prawidłowe określenia.
W obrębie jednego oczka replikacyjnego rozplatanie podwójnej cząsteczki DNA {przeprowadza jedna cząsteczka helikazy}{#przeprowadzają dwie cząsteczki helikazy}. Helikaza jest enzymem rozrywającym {#wiązania wodorowe}{wiązania fosfodiestrowe}. Na nici wiodącej polimeraza DNA przeprowadza syntezę nici komplementarnej w kierunku {#od 5’ do 3’ nowej nici}{od 5’ do 3’ starej nici}. Oznacza to, że kierunek syntezy nici wiodącej jest {#taki sam jak}{inny niż} kierunek rozplatania podwójnej helisy przez helikazę. Synteza nici wiodącej odbywa się więc w sposób {#ciągły}{nieciągły}. Ze względu na łączenie się oczek replikacyjnych kompletna, nowa nić DNA składa się {wyłącznie z nici wiodącej lub opóźnionej}{#z fragmentów nici opóźnionych i wiodących}.
Połącz nazwy elementów uczestniczących w procesie replikacji DNA z ich definicjami.
wytwarza wiązanie fosfodiestrowe pomiędzy dwoma już istniejącymi fragmentami nici DNA, składa się z trzech reszt kwasu ortofosforowego, zasady azotowej i deoksyrybozy, rozrywa wiązania wodorowe pomiędzy komplementarnymi zasadami azotowymi, fragment nici opóźnionej, dobudowuje kolejne nukleotydy do nowej nici DNA, modyfikuje stopień skręcenia podwójnej helisy DNA, białka stabilizujące pojedyncze nici DNA
| białka SSB | |
| topoizomeraza | |
| helikaza | |
| polimeraza DNA | |
| ligaza | |
| fragment Okazaki | |
| nukleotyd (trifosfonukleozyd) |
Wybierz poprawną odpowiedź wyjaśniającą kierunek syntezy komplementarnych nici DNA.
- Polimeraza DNA wytwarza wiązania estrowe między grupą –OH znajdującą się przy trzecim węglu deoksyrybozy końcowego nukleotyd, a resztą kwasu ortofosforowego nukleotydu przyłączanego do powstającej nici. Przyłączony nukleotyd ma więc wolną grupę –OH przy trzecim węglu cukru, stąd kierunek wydłużania się nowej nici opisuje się jako od 5’ do 3’.
- Polimeraza DNA wytwarza wiązania estrowe między grupą –OH znajdującą się przy piątym węglu deoksyrybozy końcowego nukleotyd, a resztą kwasu ortofosforowego nukleotydu przyłączanego do powstającej nici. Przyłączony nukleotyd ma więc wolną grupę –OH przy piątym węglu cukru, stąd kierunek wydłużania się nowej nici opisuje się jako od 5’ do 3’.
- Polimeraza DNA wytwarza wiązania estrowe między grupą –OH znajdującą się przy trzecim węglu deoksyrybozy końcowego nukleotyd, a resztą kwasu ortofosforowego nukleotydu przyłączanego do powstającej nici. Przyłączony nukleotyd ma więc wolną grupę –OH przy trzecim węglu cukru, stąd kierunek wydłużania się nowej nici opisuje się jako od 3’ do 5’.
- Polimeraza DNA wytwarza wiązania estrowe między grupą –OH znajdującą się przy piątym węglu deoksyrybozy końcowego nukleotyd, a resztą kwasu ortofosforowego nukleotydu przyłączanego do powstającej nici. Przyłączony nukleotyd ma więc wolną grupę –OH przy piątym węglu cukru, stąd kierunek wydłużania się nowej nici opisuje się jako od 3’ do 5’.
Inicjację replikacji DNA należy rozpatrywać również w kontekście epigenetycznych zmian w kondensacji chromatyny. Podczas fazy S cyklu komórkowego człowieka dochodzi do wytworzenia setek tysięcy widełek replikacyjnych, przy czym nie powstają one w tym samym momencie. Zarówno samo powstawanie, jak i synchronizacja powstawania widełek replikacyjnych jest zależna od aktywności kompleksów białkowych powodujących acetylację białek histonowych wchodzących w skład nukleosomów. Acetylacja ogonów białek histonowych prowadzi do rozluźnienia się struktury chromatyny.
Indeks górny Na podstawie: Courtney. G. Sansam i in., A mechanism for epigenetic control of DNA replication, Genes and Development, 2018. Indeks górny koniecNa podstawie: Courtney. G. Sansam i in., A mechanism for epigenetic control of DNA replication, Genes and Development, 2018.
Skracanie się zakończeń chromosomów (telomerów) po każdym cyklu replikacyjnym występuje w komórkach eukariotycznych. Poniższy rysunek obrazuje mechanizm skracania się telomerów.
Ponieważ polimeraza DNA dobudowuje nić (komplementarnie do nici matrycowej) zawsze w kierunku od 5’ do 3’ nowej nici, nić wiodąca (kolor szary na rysunku) powstaje bez utrudnień – w tym samym kierunku, w jakim zachodzi rozplatanie podwójnej helisy DNA. Nić opóźniona (kolor zielony na rysunku) również powstaje w kierunku od 5’ do 3’ nowej nici. W jej przypadku polimeraza DNA musi jednak „czekać”, aż rozpleciony zostanie kolejny fragment podwójnej helisy. Oznacza to, że na nici opóźnionej replikacja zaczyna się wielokrotnie – nić opóźniona zawiera wiele starterów, które należy wyciąć po replikacji. Sytuacja po wycięciu startera na końcu chromosomu zobrazowana jest na dole rysunku, w podpunkcie 4. Oznaczenie końców 5’ i 3’ dotyczy nici matrycowej. Nić opóźniona ma oznaczenia przeciwne. Skoro polimeraza dobudowuje nową nić zawsze w kierunku od 5’ do 3’, musiałaby rozpocząć pracę od strony 5' nici opóźnionej. Jest to jednak niemożliwe. Telomery skracają się – aby temu zapobiec, niezbędne jest działanie wyjątkowej polimerazy, jaką jest telomeraza.
Skracanie się zakończeń chromosomów (telomerów) po każdym cyklu replikacyjnym występuje w komórkach eukariotycznych. Ponieważ polimeraza DNA dobudowuje nić (komplementarnie do nici matrycowej) zawsze w kierunku od 5’ do 3’ nowej nici, nić wiodąca (kolor szary na rysunku) powstaje bez utrudnień – w tym samym kierunku, w jakim zachodzi rozplatanie podwójnej helisy DNA. Nić opóźniona (kolor zielony na rysunku) również powstaje w kierunku od 5’ do 3’ nowej nici. W jej przypadku polimeraza DNA musi jednak „czekać”, aż rozpleciony zostanie kolejny fragment podwójnej helisy. Oznacza to, że na nici opóźnionej replikacja zaczyna się wielokrotnie – nić opóźniona zawiera wiele starterów, które należy wyciąć po replikacji. Sytuacja po wycięciu startera na końcu chromosomu zobrazowana jest na dole rysunku, w podpunkcie 4. Oznaczenie końców 5’ i 3’ dotyczy nici matrycowej. Nić opóźniona ma oznaczenia przeciwne. Skoro polimeraza dobudowuje nową nić zawsze w kierunku od 5’ do 3’, musiałaby rozpocząć pracę od strony 5' nici opóźnionej. Jest to jednak niemożliwe. Telomery skracają się – aby temu zapobiec, niezbędne jest działanie wyjątkowej polimerazy, jaką jest telomeraza.