7. Ogólna charakterystyka, etapy i enzymy procesów: replikacja DNA, transkrypcji, translacji.
REPLIKACJA DNA:
Powszechnym sposobem replikacji jest replikacja semikonserwatywna czyli półzachowawcza, gdyż każda nowodobudowana cząsteczka DNA zawiera jeden łańcuch stary, drugi- nowodobudowany.
Replikacja zachodzi od końca 5' do 3'.
Replikacja na obydwu niciach kwasu DNA zachodzi w przeciwległych kierunkach.
Polimeraza DNA przyłącza się do cząsteczki kwasu DNA do miejsca zwanego MIEJSCEM INICJACJI REPLIKACJI (ori). U eucariota występuje wiele miejsc ori, a u procariota jest tylko jedno takie miejsce.
Polimeraza DNA po przyłączeniu do miejsca inicjacji replikacji rozplata 2 łańcuchy DNA jednocześnie w obydwie strony w przeciwnych kierunkach tworząc widełki replikacyjne.
Replikację inicjuje przyłączenie kilkunukleotydowego starterowego RNA zwanego primosomem, za którego przyłączenie odpowiada enzym prymaza.
Po zakończeniu replikacji polimeraza DNA wycina starterowy RNA, a w jego miejsce wstawia nukleotydy komplementarne do macierzystej nici.
Fragmenty DNA replikowane w obrębie jednego miejsca inicjacji replikacji tworzą replikony.
Inne rodzaje replikacji:
Replikacja konserwatywna- obydwa łańcuchy kwasu DNA się nie rozdziela, a na matrycy każdej z nici powstają dwie nowe nici, które tworzą nową cząsteczkę DNA.
Replikacja przypadkowa- w której każda nić zawiera fragmenty stare i nowodobudowane.
TRANSKRYPCJA:
Jest procesem anabolicznym, endoergicznym- a źródłem energii są trójfosfonukleotydy.
Proces zachodzi od 5' do 3', a katalizuje go polimeraza RNA.
Ta nić, która jest przepisywana to matrycowa.
Transkrypcja zachodzi zgodnie z zasadą komplementarności.
Transkrypcję katalizuje polimeraza RNA, która przyłącza się do odcinka DNA zwanego promotorem, który obejmuje fragment od kilkunastu do kilkudziesięciu nukleotydów, za przyłączenie polimeraza RNA do promotora odpowiadają białka określone jako czynniki transkrypcyjne, a niektóre z nich mają wbudowany Zn i określamy je jako palce cynkowe.
Transkrypcja może rozpocząć się od początkowego lub końcowego odcinka promotora.
Początek transkrypcji to promotor. Koniec transkrypcji wyznacza terminator.
Przyłączenie polimeraza RNA do promotora jest regulowane przez białka represorowe (regulatorowe), które mają wpływ:
a) na HAMOWANIE- procesu transkrypcji
b) na POBUDZANIE- procesu transkrypcji
Transkrypcje hamuje aktynomycyna D.
U retrowirusów np. wirusa HIV, którego materiałem genetycznym jest RNA, zachodzi proces odwrotnej transkrypcji, która jest katalizowana przez enzym odwrotną transkryptazę.
TRANSKRYPCJA U PROCARIOTA:
geny nie są podzielone;
transkrypcja może zachodzić na obydwu niciach DNA (podobnie w mitochondriach i chloroplastach);
proces transkrypcji i translacji nie są rozdzielone przestrzennie, gdyż obydwa zachodzą w cytoplazmie komórki; ani czasowo gdyż na tworzonej nici mRNA zachodzi translacja;
TRANSKRYPCJA U EUCARIOTA:
transkrypcja zachodzi w jądrze komórkowym na jednej nici DNA;
geny są podzielone na odcinki: niekodujące (introny) i kodujące (eksony) (egzony);
III) transkrypcji podlegają i jedne i drugie, a powstały mRNA określany jako prekursor mRNA (pre-mRNA) lub hn mRNA czyli heterogenny RNA (olbrzymi mRNA). Podlega on obróbce post transkrypcyjnej czyli splicingowi- następuje wycinanie odcinków niekodujących czyli INTRONÓW, a następnie zachodzi proces składania genów, który polega na łączeniu odcinków odpowiadających eksnonom. Powstały mRNA przez pory w błonie jądrowej opuszcza teren jądra komórkowego i w cytoplazmie łączy się z mniejszymi podjednostkami rybosomów, bierze udział w procesie translacji. W czasie wędrówki z terenu jądra na teren cytoplazmy mRNA na końcach jest chroniony przez:
- czapeczkę
- poli A (poliadenylowy)
TRANSLACJA:
1) Inicjacja- rozpoczęcie procesu przez kodon inicjujący AUG, który odpowiada za przyłączenie kwasu metioniny a u procariota formylometioniny;
Cząsteczka tRNA z metioniną przyłącza się do miejsca P czyli peptydowego, każda następna tRNA z aminokwasem przyłącza się do miejsca A czyli aminokwasowego;
Miejsce P i A znajdują się w obrębie większej podjednostki rybosomu.
2) elongacja- wydłużanie łańcucha białkowego o kolejno przytransportowane aminokwasy- enzym transferaza peptydylowa katalizuje powstawanie wiązań peptydowych pomiędzy aminokwasami;
3) terminacja- zakończenie procesu translacji przez kodony (STO czyli nonsensowne; terminacyjne)
Należą do nich: UAA, UAG, UGA