Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

1 Replikace DNA. 2 Co je výsledkem replikace Replikační počátky a replikační vidličky DNA-polymerasa Asymetričnost replikační vidličky Korektorská schopnost.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "1 Replikace DNA. 2 Co je výsledkem replikace Replikační počátky a replikační vidličky DNA-polymerasa Asymetričnost replikační vidličky Korektorská schopnost."— Transkript prezentace:

1 1 Replikace DNA

2 2 Co je výsledkem replikace Replikační počátky a replikační vidličky DNA-polymerasa Asymetričnost replikační vidličky Korektorská schopnost DNA-polymerázy Replikační aparát Použitá literatura Primasa Okazakiho fragmenty Animace Obsah

3 3 A T T G GC G T A C GC T A A C C A T G A T T G GC G T A C GC T A A C C A T G A T T G GC G T A C GC T A A C C A T G Nově syntetizovaný řetězec DNA Replikace DNA dává vznik dvěma novým vláknům. Templát (matrice) Obsah Obr. 1. Replikace – schéma

4 4 Replikační počátky a replikační vidličky Celý proces replikace začínají iniciační proteiny v místech, které se nazývají replikační počátky. Replikační počátek dvoušroubovice DNA Replikační počátky se v průběhu replikace zvětšují za vzniku tzv. replikačních vidliček. Replikační vidlička Obsah

5 5 Replikační vidličky V replikačních vidličkách jsou navázány proteiny replikačního aparátu, které se pohybují ve směru replikace a rozvíjejí dvoušroubovicovou strukturu za současné syntézy nového řetězce. Obsah Obr. 2. Replikační vidlička

6 6 V jednom replikačním počátku se vytvoří dvě replikační vidličky, které se pohybují směrem od sebe, a proto je tato replikace nazývána obousměrná. Replikační vidlička Začátek replikace Směr replikace Obsah Replikační vidličky Obr. 3. Obousměrná replikace

7 7 DNA-polymerasa Nejdůležitějším enzymem je DNA- polymerasa, která syntetizuje nové vlákno DNA podle původního řetězce. Tento enzym katalyzuje připojování nukleotidů na 3'-konec rostoucího řetězce DNA za vzniku fosfodiesterové vazby mezi 3'-OH skupinou řetězce a 5'-fosfátovou skupinou přidávaného nukleotidu. DNA je syntetizována ve směru 5' → 3'. Obsah 3'-konec 5'-konec A GC T TA Templátový Řetězec (DNA) Nově syntetizovaný Řetězec (DNA) 5' 3' 5' Obr. 4. Vznik fosfodiesterové vazby (1. část)

8 8 Nukleotidy vstupují do reakce jako energeticky bohaté nukleosidtrifosfáty (např. ATP) a dodávají energii polymerizační reakci. DNA-polymerasa se neoodděluje od DNA po každém přidání nukleotidu, ale zůstává navázána na DNA a během polymerace se podél ní pohybuje. Obsah DNA-polymerasa A GC T TA 5' 3' Templátový Řetězec (DNA) Nově syntetizovaný Řetězec (DNA) 5' Fosfodiesterová vazba Obr. 5. Vznik fosfodiesterové vazby (2. část)

9 9 Obsah DNA-polymerasa Vedoucí řetězec 5' 3' DNA-polymerasa Spustit animaci 5' Nukleosidtrifosfáty (ATP, GTP, TTP a CTP) Obr. 6. Replikace na vedoucím řetězci

10 10 DNA-polymerasa je schopna syntetizovat nové vlákno pouze prodlužováním 3'-konce DNA. V replikační vidličce nastává problém, protože původní dvoušroubovice se skládá ze dvou antiparalelních řetězců (je asymetrická). 5' 3'5' 3' Obsah Asymetričnost replikační vidličky Obr. 7. Antiparalelní řetězce DNA

11 11 Jeden nový řetězec je v replikační vidličce syntetizována podle templátu ve směru 3' → 5'. (Vzniká 5' → 3' řetězec) Druhý nový řetězec je v replikační vidličce syntetizován podle templátu ve směru 5' → 3'. 3'5' 3' 5' 3' 5' 3' Replikační počátek Obsah Asymetričnost replikační vidličky Obr. 7. Antiparalelní řetězce DNA

12 12 Jeden nový řetězec je v replikační vidličce syntetizována podle templátu ve směru 3' → 5'. (Vzniká 5' → 3' řetězec) Druhý nový řetězec je v replikační vidličce syntetizován podle templátu ve směru 5' → 3'. Obsah Asymetričnost replikační vidličky 5' 3' 5' Vedoucí řetězec Váznoucí řetězec 5' 3' Obr. 8. Směry replikace

13 13 Neexistuje DNA-polymerasa, která by dokázala prodlužovat 5'-konec DNA. Tudíž v tomto směru roste diskontinuálně tzn., že jsou ve směru 5' → 3' syntetizovány krátké úseky DNA (Okazakiho fragmenty), které jsou následně spojovány v kontinuální řetězec. Řetězec, který je tvořen kontinuálně, se nazývá vedoucí řetězec. Řetězec, který je tvořen diskontinuálně, se nazývá opožďující se nebo váznoucí řetězec. Obsah Asymetričnost replikační vidličky

14 14 Obr. 9. Asymetričnost replikační vidličky Váznoucí řetězec Okazakiho fragmenty Obsah 5'5' 5'5'3'3' 3'3' Vedoucí řetězec Asymetričnost replikační vidličky 5'5' 5'5' 5'5' 5'5' 3'3' 3'3' 3'3' 3'3' Temlát pro syntézu nového řetězce DNA 5'5' 3'3' 5'5' 3'3' nejnověji nasyntetizovaná DNA Směr pohybu replikační vidličky

15 15 Korektorská schopnost DNA-polymerázy Před přidáním nového nukleotidu do řetězce, DNA-polymerasa zkontroluje, zda se předcházející nukleotid správně páruje s nukleotidem v templátu. Pokud ANO – přidá další nukleotid.Pokud NE – odstraní nepárující se nukleotid rozštěpením fosfodiesterové vazby a přidá jiný nukleotid. Proto DNA-polymerasa je velice přesně párující enzym, který udělá průměrně jednu chybu na 10 7 zreplikovaných párů bází. Obsah

16 16 Primasa DNA-polymerasa neumí začít syntetizovat nové vlákno. Existuje jiný enzym - primasa, která dokáže spojit dva volné nukleotidy. (Začátek syntézy nového vlákna podle jednořetězcové DNA.) Primasa nesyntetizuje DNA, ale krátké úseky RNA majících cca 10 nukleotidů. Tyto úseky se párují na základě komplementarity s templátovým řetězcem a poskytují 3'-konec pro DNA polymerasu. Slouží tedy jako primer pro syntézu DNA. Obsah

17 17 Obsah Primasa Váznoucí řetězec 5' 3' 5' 3' Okazakiho fragmenty 1. Primasa2. DNA-polymerasa Spustit animaci Obsah Obr. 10. Replikace na váznoucím řetězci (1. část)

18 18 Okazakiho fragmenty Opožďující řetězec je tvořen mnoha oddělenými úseky tzv. Okazakiho fragmenty. Na vytvoření souvislého vlákna DNA z Okazakiho fragmentů jsou třeba tři enzymy: 1. Nukleasa – odstraňuje RNA primery; 2. Opravná DNA-polymerasa – nahrazuje RNA-primery DNA; 3. DNA-ligasa – pospojí všechny úseky dohromady. Obsah

19 19 Vedoucí řetězec Váznoucí řetězec 5' 3' 5' 3' 3. DNA-ligasa 1. Nukleasa 2. Opravná DNA-polymerasa Spustit animaci Obsah Okazakiho fragmenty Obr. 11. Replikace na váznoucím řetězci (2. část)

20 20 Replikační aparát Replikace DNA vyžaduje spolupráci několika druhů enzymů. Replikační aparát umožňuje vznik a posun replikační vidličky a syntézu nové DNA. Obsah Obr. 12. Replikační aparát 5'5'3'3' 5'5' 3'3' 5'5' 3'3' Rodičovská DNA Vedoucí řetězec Váznoucí řetězec Vazebný protein pro udržení jednořetězcové struktury Primasa DNA-helikasa DNA-polymerasa Svírací protein Nově syntetizovaný řetězec RNA-primer Nový Okazakiho fragment Okazakiho fragment

21 21 Helikasa (rozvíjí dvoušroubovicovou strukturu) Obsah Replikační aparát - helikasa Obr. 13. Rozvíjení dvoušroubovicové struktury

22 22 5' 3' 5' 3' 5' 3' 5' Obsah Replikace je proces semikonzervativní Obr. 14. Dceřinná vlákna DNA

23 23 Animace pro zopakování Obsah

24 24 Replikace na vedoucím řetězci Obsah Vedoucí řetězec 5' 3' DNA-polymerasa Spustit animaci 5' Nukleosidtrifosfáty (ATP, GTP, TTP a CTP)

25 25 Váznoucí řetězec 5' 3' 5' 3' Okazakiho fragmenty 1. Primasa2. DNA-polymerasa Spustit animaci Obsah Replikace na váznoucím řetězci (1. část)

26 26 Replikace na váznoucím řetězci (2. část) Vedoucí řetězec Váznoucí řetězec 5' 3' 5' 3' 3. DNA-ligasa 1. Nukleasa 2. Opravná DNA-polymerasa Spustit animaci Obsah

27 27 5' 3' 5' Obsah Průběh replikace Vedoucí řetězec Váznoucí řetězec 5' 3'

28 28 [1] ALBERTS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, [2] NEČAS, O. a kol. Obecná biologie pro lékařské fakulty. Jinočany: Nakladateství H&H, [3] KUBIŠTA, V. Buněčné základy životních dějů. Praha: Scientia, Obsah Použitá literatura


Stáhnout ppt "1 Replikace DNA. 2 Co je výsledkem replikace Replikační počátky a replikační vidličky DNA-polymerasa Asymetričnost replikační vidličky Korektorská schopnost."

Podobné prezentace


Reklamy Google