Припинення

The Припинення є завершальною фазою в реплікації ДНК. Йому передують ініціація та подовження. Дострокове припинення реплікації може призвести до експресії скорочених білків і, таким чином, до мутації.

Що таке припинення?

Під час реплікації або реплікації ДНК-носій генетичної інформації розмножується в окремих клітинах. Дублювання відбувається за напівконсервативним принципом і, як правило, призводить до точного дублювання генетичної інформації. Реплікація запускається під час фази синтезу, перед фазою мітозу, і, таким чином, відбувається до поділу ядра клітини.

На початку реплікації подвійний ланцюг ДНК відокремлюється на одиничні ланцюги, на яких утворюються нові комплементарні ланцюги. Кожна ланцюг ДНК визначається базовою послідовністю протилежної ланцюга. Реплікація ДНК відбувається в кілька фаз. Припинення є третьою і тому останньою фазою реплікації. Закінченню передує ініціація та подовження.

Синонімічним терміном для вираження закінчення в цьому контексті є позначення Фаза припинення. Припинення тут означає "переривання" або "припинення". Під час припинення новостворена нитка мРНК відшаровується від фактичної ДНК. Робота ДНК-полімерази повільно закінчується. Припинення реплікації ДНК не слід плутати з припиненням реплікації РНК.

Функція та завдання

У фазі реплікації відбувається перш за все регуляція реплікації. Визначається вихідна точка реплікації і відбувається так зване праймінг. Після ініціації починається полімеризація, під час якої відбувається фаза подовження. Ферментна ДНК-полімераза розділяє комплементарні ланцюги ДНК на окремі ланцюги і зчитує основи окремих ланцюгів одна за одною. У цій фазі відбувається напіврозривне подвоєння, яке включає ще одну фазу грунтування.

Лише після ініціації та подовження настає фаза припинення в межах реплікації. Закінчення відрізняється від життєвої форми до життєвої форми. У еукаріотів, як у людини, ДНК має кругову структуру. Вона також включає в себе послідовності завершення, які відповідають двом різним послідовностям, кожна з яких є актуальною для вилки реплікації.

Зазвичай припинення не спрацьовує спеціальними механізмами. Як тільки дві вилки реплікації запускаються разом або ДНК закінчується, реплікація автоматично закінчується в цей момент. Реплікація припиняється в автоматичному механізмі.

Послідовності припинення є елементами управління. Вони забезпечують, щоб фаза реплікації надходила до певної кінцевої точки контрольованим чином, незважаючи на різні швидкості реплікації у двох вилках реплікації. Всі сайти термінації відповідають сайтам зв'язування білка Туса, "речовини, що використовує кінець". Цей білок блокує реплікативну геліказу DnaB і, таким чином, зупиняє реплікацію.

У еукаріотів відтворені кільцеві нитки залишаються з'єднаними між собою навіть після реплікації. З'єднання відповідає кінцевій точці. Тільки після поділу клітин вони розділяються різними процесами і таким чином можуть бути розділені. Зв'язок, який залишається, поки після поділу клітини не буде грати роль у контрольованому розподілі.

Є два основні механізми, які відіграють роль у остаточному розділенні кілець ДНК. У поділі беруть участь такі ферменти, як топоізомераза I та II типу. Нарешті, допоміжний білок розпізнає стоп-кодон під час припинення. Це призводить до того, що поліпептид випаде з рибосоми, оскільки немає три-РНК з відповідним антикодоном для стоп-кодона. Зрештою, рибосома розпадається на дві її субодиниці.

Хвороби та недуги

Всі процеси подвоєння генетичного матеріалу в сенсі реплікації є складними і вимагають великих витрат речовин і енергії всередині клітини. З цієї причини легко виникають помилки спонтанної реплікації. Якщо генетичний матеріал змінюється спонтанно або викликається ззовні, ми говоримо про мутації.

Помилки реплікації можуть призвести до відсутності підстав, бути пов'язаними зі зміненими базами або бути пов’язаними з неправильним спарюванням бази. Крім того, делеція та вставка одиночних або декількох нуклеотидів у межах двох ланцюгів ДНК може призвести до помилок реплікації. Це ж стосується піримідинових димерів, розривів ланцюга та помилок зшивання в ланцюгах ДНК.

У випадку помилки реплікації доступні окремі механізми ремонту. Багато згаданих помилок максимально виправляються ДНК-полімеразою. Точність реплікації порівняно висока. Коефіцієнт помилок - це лише одна похибка на нуклеотид, що обумовлена ​​різними системами управління.

Наприклад, механізм управління еукаріотичними клітинами відомий як розпад мРНК, опосередкований безглуздою, який може розпізнавати небажані стоп-кодони в межах мРНК і, таким чином, запобігати знаходженню експресії укорочених білків.

Передчасні стоп-кодони в мРНК обумовлені генними мутаціями. Так звані безглузді мутації або альтернативні та несправні сплайсинги можуть призвести до скорочення білків, на які впливають функціональні втрати. Механізми управління не завжди можуть виправити помилки.

Автоссомно-рецесивний спадковий розлад β-таласемії буває трьох різних форм: перша - гомозиготна таласемія, серйозне захворювання, яке можна простежити до вашої безглуздої мутації. Гетерозиготна таласемія - більш легке захворювання, при якому безглузді мутації виявляються лише в одній копії гена β-глобіну. Завдяки механізму розпаду мРНК, опосередкованої безглуздістю, мРНК несправного гена може бути деградована настільки, що експресуються лише здорові гени.

При гетерозиготній таласемії та, таким чином, помірній формі захворювання, безглузда мутація знаходиться в останньому екзоні мРНК, так що механізми контролю не активуються. З цієї причини, крім здорового β-глобіну, утворюється також укорочений β-глобін.Еритроцити з дефектним β-глобіном гинуть.

Іншим прикладом відмови механізму управління є м’язова дистрофія Дюшенна, яка також зумовлена ​​безглуздою мутацією в мРНК. У цьому випадку механізм контролю розщеплює мРНК, але, таким чином, викликає повну втрату так званого білка дистрофіну.