Τα ένζυμα και η πορεία της αντιγραφής του DNA.

Από: Δημήτρης Κουμαρέλας

 

1) Η αντιγραφή του DNA ξεκινάει από καθορισμένες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων, που ονομάζονται Θέσεις Εναρξης της Αντιγραφής (ΘΕΑ). Υπάρχουν εκατοντάδες ή και χιλιάδες ΘΕΑ στα ευκαρυωτικά χρωμοσώματα, αλλά μόνο μία στο κυκλικό μόριο DNA των βακτηρίων.

 

2) .Τα ένζυμα DNA ελικάσες ξετυλίγουν στις ΘΕΑ τη διπλή έλικα σπάζοντας τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των δύο αλυσίδων.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να απομακρυνθούν οι δύο αλυσίδες μεταξύ τους και να δημιουργηθεί στη ΘΕΑ ένα “φούσκωμα” που είναι ορατό με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο και ονομάζεται “θηλιά αντιγραφής” και το οποίο αυξάνεται και προς τις δύο κατευθύνσεις καθώς προχωρά η αντιγραφή. ( Μια θηλιά αποτελείται από δύο “διχάλες αντιγραφής”, μια δεξιά και μια αριστερά).

 

3) Επειδή τα ένζυμα DNA πολυμεράσες (που θα δούμε παρακάτω) δεν μπορούν να ξεκινήσουν την αντιγραφή, αναλαμβάνει δράση ένα σύμπλοκο ενζύμων, το Πριμόσωμα. Το πριμόσωμα ξεκινάει τη σύνθεση των νέων αλυσίδων, δημιουργώντας, στις ΘΕΑ, μικρά τμήματα RNA, συμπληρωματικά με τις μητρικές αλυσίδες, που ονομάζονται πρωταρχικά τμήματα.

 

4) .Στη συνέχεια οι DNA πολυμεράσες, τα κύρια ένζυμα της αντιγραφής, επιμηκύνουν τα πρωταρχικά τμήματα τοποθετώντας συμπληρωματικά δεοξυριβονουκλεοτίδια απέναντι από τις μητρικές αλυσίδες του DNA.

 

.Οι DNA πολυμεράσες λειτουργούν μόνο προς καθορισμένη κατεύθυνση και τοποθετούν κάθε νουκλεοτίδιο στο ελεύθερο 3′ άκρο του τελευταίου νουκλεοτιδίου, συνδέοντας έτσι δύο διαδοχικά νουκλεοτίδια με 3′-5′ φωσφοδιεστερικό δεσμό. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα η αντιγραφή να γίνεται με προσανατολισμό 5′ προς 3′.

 

.Εξ αιτίας του παραπάνω γεγονότος σε κάθε διχάλα αντιγραφής, η σύνθεση της μιας νέας αλυσίδας γίνεται με συνεχή τρόπο ενώ της άλλης με ασυνεχή. Με αυτό το θέμα θα ασχοληθούμε αναλυτικότερα σε επόμενο άρθρο.

 

.Οι DNA πολυμεράσες μπορούν επιπλέον να απομακρύνουν νουκλεοτίδια που οι ίδιες τοποθετούν κατά παράβαση του κανόνα της συμπληρωματικότητας αντικαθιστώντας τα με τα σωστά καθώς και να αντικαθιστούν τα πρωταρχικά τμήματα RNA με τμήματα DNA.

 

5) Το ένζυμο DNA δεσμάση (DNA ligase) ενώνει τα κομμάτια της ασυνεχούς αλυσίδας αλλά και τα τμήματα DNA που προκύπτουν από τις διάφορες Θέσεις έναρξης της Αντιγραφής.

 

6) Τέλος, τα επιδιορθωτικά ένζυμα επιδιορθώνουν μεγάλο ποσοστό από τα λάθος νουκλεοτίδια που δεν έχουν επιδιορθωθεί από τις DNA πολυμεράσες με αποτέλεσμα μετά το τέλος της αντιγραφής να υπάρχει ένα λάθος νουκλεοτίδιο στα 10 δισεκατομύρια!!

 

Το παρακάτω βίντεο δείχνει την πορεία της αντιγραφής και τα ένζυμα που συμμετέχουν:

 

 

Add a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Skip to toolbar