DNA-replikation

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
DNA replikation. Dobbeltspiralen bliver viklet op og hver streng fungerer som skabelon for en ny streng.

DNA-replikation er en biokemisk proces, som kopierer DNA til brug ved mitose. Her deler cellen sig og de to datterceller modtager hver en kopi af DNA. DNA replikeres semi-konservativt, hvilket betyder at de to strenge efter replikationen hver især indeholder én streng fra det originale DNA. Dette fungerer blandt andet som forsvar imod mutationer i genomet.

Overordnet[redigér | redigér wikikode]

Ved replikationen af DNA skilles de to strenge fra hinanden. På denne måde kan hver streng bruges som skabelon til syntese af en ny komplementærstreng. Antag at der forefindes to strenge, henholdsvis S1 og S2, som er hinandens komplementære strenge. I følgende forklaring følges kun den ene streng, S1, som nu skal agere skabelon for syntesen af en komplementær streng og dermed nyt DNA.

S1 skilles fra S2, så enzymerne der skal udføre base-parringen kan komme til. DNA-polymerasen læser nu strengen S1 og sætter nye baser på. Den nye streng som syntetiseres kan kaldes for R1. Denne streng er præcis magen til S2, som er den komplementære streng til S1. Ydermere vil replikationen af S2 skabe en streng, R2, som er præcist magen til S1. Strengene lukkes nu sammen og DNA er replikeret. Resultatet er to ens DNA molekyler:

S1-R1, hvor R1 = S2

S2-R2, hvor R2 = S1

Bemærk her, at de to originale strenge (S1 og S2) er blevet skilt fra hinanden og begge er med i hver deres nye DNA. Når cellen deler sig til to datterceller, vil der altså være én original streng fra modercellen i hver af dattercellerne, samt én kopi-streng.

Detaljeret gennemgang[redigér | redigér wikikode]

DNA-replikationen begynder ved specifikke basesekvenser i DNA, som kaldes for replication origins. Disse sekvenser består primært af A-T baseparringer, da disse kun danner to hydrogen-bindinger, frem for tre, så det dermed er lettere at skille dem fra hinanden. Det menneskelige genom har omkring 10.000 af disse områder. DNA skilles ad lokalt ved disse områder ved hjælp af initiator-proteiner, som binder sig til kæden og bryder alpha-helix strukturen, så et større proteinkompleks kan komme til. Hvis man antager at et DNA molekyle er én lang lynlås bestående af to strenge, kan man forestille sig, at hvis denne blev åbnet et sted på midten, ville det danne en form for "lomme", som i hver ende vil have en y-formet struktur, hvor overgangen mellem åben og lukket lynlås er. Sådanne strukturer forekommer også i DNA og kaldes for replication forks. Det er i disse strukturer, at proteinkomplekset arbejder og den nye streng syntetiseres. Fokus vil nu flyttes til proteinkomplekset, som består af forskellige dele, som udfører forskellige funktioner i replikationen.

Et enzym kaldet helicase binder sig til replication fork og begynder at splitte hydrogen-bindingerne mellem de to strenge, hvorefter proteiner kaldet single-strand binding proteins binder sig til kæden og forhindrer den i at gendanne hydrogen-bindinger og holder dermed strengen åben. Dernæst binder sig en RNA-primase, som laver en RNA-primer med den originale streng som skabelon. Dette gøres fordi DNA-polymerasen ikke kan starte med at base-parre, hvis den ikke har et sted at begynde. Den kan kun begynde, hvis der er en streng at fortsætte på.

DNA-polymerasen, som sidder fast på DNA-strengen v.h.a. et protein kaldet sliding clamp, kan nu begynde at sætte nukleotider i forlængelse af primeren. Dette gør den i læseretningen 5' til 3' på den originale streng. Dette betyder altså, at nukleotidet sættes på kæden med sin 5' ende imod strengens 3' ende, hvorimod template-strengen læses fra 3' til 5'. DNA-polymerasen kan altså kun syntetisere den nye kæde i 5' mod 3'.

Når den nye DNA-streng er syntetiseret, kan nukleotiderne i RNA-primerne fjernes af en RNA-nuklease, hvorefter en specifik DNA-polymerase kaldet repair polymerase erstatter RNA-nukleotiderne med DNA-nukleotider. Til sidst "limer" enzymet DNA-ligase strengene sammen ved at putte 5'-fosfat enden af det nye DNA-fragment på den efterfølgende kædes 3'-hydroxyl ende.

Referencer[redigér | redigér wikikode]

The Cell - Alberts et al


Molekylærbiologi Stub
Denne molekylærbiologiartikel er kun påbegyndt. Hvis du ved mere om emnet, kan du hjælpe Wikipedia ved at udvide den.