Replikacija DNK

Replikacija DNK, polimerizacija DNK ili udvostručivanje DNK proces je u kojem se jedna molekula DNK udvostručuje odnosno od prvotne DNK nastaju dvije istovjetne kopije.^[1] Događa se prilikom rasta i razmnožavanja, prije dijeljenja stanice.^[1] Nukleinske kiseline jedine su molekule u živom svijetu koje mogu stvoriti istovjetne kopije.^[1]

Proces pojednostavnjuje dvolančana struktura DNK. Dva međusobno komplementarna i antiparalelna (suprotna) lanca u replikaciji se odvajaju slično patent-zatvaraču i otvaraju se nukleotidima iz okoline. Pri ovome neke sekvencije DNK imaju specifični afinitet za proteine koji vežu DNK (eng. DNA binding proteins) i igraju veliku ulogu u replikaciji, ali i transkripciji.

Roditeljski lanci služe kao kalupi.^[1] Svaki lanac iz početne DNK nalazi se u dvjema novonastalim molekulama. Svaka od dviju novosintetiziranih molekula DNK sadrži po jedan lanac roditeljske DNK i jedan lanac nove DNK (tzv. semikonzervativna replikacija). Smjer polimeriziranja roditeljskog lanca je od 5' – 3' kraja.^[2]

Novi lanac stvaraju enzimi, od kojih u replikaciji najvažniju ulogu imaju nukleaza, ligaza i polimeraza.^[3]

To čine tražeći komplementarnu bazu iz okoline te tvore novi lanac DNK. Baza s roditeljskog lanca određuje bazu na novom lancu radi komplementarnosti. Na taj se način u stanici repliciranjem stvore dvije nove kopije vlastite DNK.

Transkripcija u RNK lanac za razliku od replikacije DNK, uključuje bazu uracil (U) na mjestima gdje bi se, u DNK lancu, pojavio timin (T).

Prikaz repliciranja DNK:
crvena brojka 1: tromi lanac
crvena brojka 2: vodeći lanac
3: DNK polimeraza (Polα)
4: DNK ligaza
5: DNK početnica
6: DNK primaza
7: Okazakijev fragment
8: DNK polimeraza (Polδ)
9: helikaza
10: proteini koji vežu DNK
11: topoizomeraza

Stupnjevi repliciranja DNK su odmatanje i razdvajanje polinukleotidnih lanaca uzvojnice DNK, slijedi komplementarno sparivanje baza i zatim polimeriziranje nukleotida. DNK se replicira počevši od mjesta zvanog ishodište replikacije, koje je kod malih molekula poput prokariotskih, virusnih ili organelnih samo jedno, a kod eukariotskih organizama ih ima više tisuća. Molekulu ili njen dio koji se replicira nazivamo replikon. Dvostruka uzvojnica se odmotava djelovanjem enzima topoizomeraze i DNK helikaze. Područje sintetiziranja DNK nazivamo replikacijske rašlje (vilice). One se kreću od ishodišta replikacije u suprotnim pravcima.^[1]^[4]

Vodeći lanac DNK u rašljama sintetizira se u smjeru kretanja i kontinuirano. Sinteza na ovom kalupu je 3' – 5'.^[2] Proces kataliziranja nukleotida katalizira enzim DNK polimeraza prema načelu komplementarnog sparivanja baza. Za razliku od vodećeg lanca, tromi (usporeni) lanac DNK sintetizira se suprotno od kretanja replikacijski rašlji i diskontinuirano.^[1] Sinteza na ovom kalupu je 5' – 3'.^[2]

Prvo što nastane su Okazakijevi fragmenti. Oni su kratki ulomci DNK. Sintetiziraju se prema natrag u odnosu a smjer kretanja replikacijskih rašlji. Svaki se fragment sintetizira tako da se prvo sintetizira početnica (klice, začetnice)^[2]^[5] (kratki ulomak DNK). Proces nastavljaju DNK polimeraze, koja poslije uklanja svaku pogrešno ugrađeni nukleotid u DNK. Nukleaze i polimeraze potom uklanjaju početnice. Djelovanjem DNK ligaze spajaju se Okazakijevi fragmenti.^[2] Za razliku od DNK gdje postoji sustav koji popravlja pogreške, čime se osigurava istovjetnost kopije, kod RNK toga nema zbog čega se kod nekih organizama poput RNK virusa razvijaju česte mutacije.^[1]

Izvori

↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g replikacija. Hrvatska enciklopedija. Leksikografski zavod Miroslav Krleža. Pristupljeno 3. prosinca 2014.
↑ ^a ^b ^c ^d ^e DNA i replikacija (PDF). DNA i replikacija. Medicinski fakultet u Rijeci. Pristupljeno 3. prosinca 2014. |url-status=dead zahtijeva |archive-url= (pomoć)
↑ replikacija. Proleksis enciklopedija. Leksikografski zavod Miroslav Krleža. Pristupljeno 3. prosinca 2014.
↑ DNK (PDF). Šumarska genetika. Šumarski fakultet u Zagrebu. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 29. prosinca 2014. Pristupljeno 29. prosinca 2014.
↑ početnica, starter molekula. Portal o biološkoj sigurnosti, Biosafety GMO portal. Ministarstvo zaštite i prirode Republike Hrvatske. Inačica izvorne stranice arhivirana 29. prosinca 2014. Pristupljeno 3. prosinca 2014.

Vanjske poveznice

Kemijsko tehnološki fakultet u Splitu Arhivirana inačica izvorne stranice od 16. veljače 2018. (Wayback Machine) Replikacija, transkripcija, translacija
Šumarski fakultet u Zagrebu Arhivirana inačica izvorne stranice od 24. rujna 2015. (Wayback Machine) Osnove nasljeđivanja

[HE-1] ↑ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g replikacija. Hrvatska enciklopedija. Leksikografski zavod Miroslav Krleža. Pristupljeno 3. prosinca 2014.

[medri-2] DNA i replikacija (PDF). DNA i replikacija. Medicinski fakultet u Rijeci. Pristupljeno 3. prosinca 2014. |url-status=dead zahtijeva |archive-url= (pomoć)

[Proleksis-3] replikacija. Proleksis enciklopedija. Leksikografski zavod Miroslav Krleža. Pristupljeno 3. prosinca 2014.

[sumfak-4] DNK (PDF). Šumarska genetika. Šumarski fakultet u Zagrebu. Inačica izvorne stranice (PDF) arhivirana 29. prosinca 2014. Pristupljeno 29. prosinca 2014.

[bio-5] četnica, starter molekula. Portal o biološkoj sigurnosti, Biosafety GMO portal. Ministarstvo zaštite i prirode Republike Hrvatske. Inačica izvorne stranice arhivirana 29. prosinca 2014. Pristupljeno 3. prosinca 2014.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]