Sinteza DNA odvija se kao dio replikacije DNK. DNK je nositelj genetskih informacija i kontrolira sve životne procese. U ljudi se, kao i u svim ostalim živim bićima, nalazi u jezgri stanice. DNK je dvolančana, slično upletenoj užadi na ljestvici koja se zove spirala. Ova dvostruka spirala sastoji se od dvije molekule DNA. Svaka od dva komplementarna pojedinačna lanca sastoji se od okosnice molekula šećera (deoksiriboza) i fosfatnih ostataka na koje se vežu četiri organske, dušične baze gvanin, adenin, citozin i timin. Dvije žice su međusobno povezane vodikovim vezama između suprotstavljenih, takozvanih komplementarnih baza. Prema principu komplementarnog baznog združivanja, moguće su samo veze između gvanina i citozina s jedne strane i adenina i timina s druge strane.
Što je sinteza DNA?
Da bi se DNK mogla ponoviti, potreban je proces sinteze DNK. Opisuje strukturu deoksiribonukleinske kiseline (skraćeno kao DNK ili DNK). Ključni enzim ovdje je DNK polimeraza. To je jedini način dijeljenja stanica.
Za replikaciju, upleteni dvostruki lanac DNA najprije se odvezuje enzimima, takozvanim helikazama i topoizomerazima, a dva pojedinačna lanca odvojena su jedan od drugog. Taj se pripravak za stvarnu replikaciju naziva inicijacija. Sada se sintetizira djelić RNA, što je potrebno DNK polimerazi kao polazište za svoje enzimsko djelovanje.
Tijekom sljedećeg izduživanja (produžetak niti), DNK polimeraza može koristiti svaki pojedini lanac kao predložak za sintetizaciju komplementarne DNA. Budući da se jedna od baza može vezati samo za jednu drugu podlogu, moguće je rekonstruirati drugi, povezani dio, koristeći jedan pramen. Zadatak komplementarnih baza zadatak je DNA polimeraze.
Šećer-fosfatna okosnica novog lanca DNA tada je povezana ligazom. Ovo stvara dva nova dvostruka lanca DNA, od kojih svaki sadrži pramen starog DNA spirala. Nova dvostruka spirala zato se naziva polukonzervativnom.
Oba lanca dvostruke spirale imaju polaritet koji označava orijentaciju molekula. Smjer dviju molekula DNA u spirali je suprotan. Budući da DNK polimeraza djeluje samo u jednom smjeru, kontinuirano se može graditi samo pramen koji je u odgovarajućoj orijentaciji. Drugi pramen sintetizira se pojedinačno. Rezultirajuće DNA segmente, poznate i kao Okazaki fragmenti, tada se ligazom spajaju zajedno.Prestanak sinteze DNA uz pomoć različitih kofaktora poznat je i kao prestanak.
Funkcija i zadatak
Budući da većina stanica ima ograničen životni vijek, nove stanice se moraju neprestano stvarati u tijelu dijeljenjem stanica kako bi se zamijenile one koje umiru. Na primjer, crvene krvne stanice u ljudskom tijelu imaju prosječni životni vijek od 120 dana, dok se neke crijevne stanice moraju zamijeniti novim stanicama nakon jednog ili dva dana. Za to je potrebna podjela mitotičkih stanica u kojoj iz matične stanice nastaju dvije nove, identične kćeri. Obje stanice trebaju čitav skup gena, što znači da se, za razliku od ostalih staničnih komponenti, ne može jednostavno podijeliti. Kako se tijekom dijeljenja ne gube genetske informacije, DNK se prije podjele mora udvostručiti („ponoviti“).
Podjela stanica također se odvija tijekom sazrijevanja muških i ženskih klijalih stanica (jajnih i spermatozoida). U mejotskim podjelama koje se događaju, DNK se ne udvostručuje, jer je poželjno smanjenje polovine DNK. Kad se jajašce i spermatozoidi spajaju, ponovno se postiže potpuni broj kromosoma, stanje ambalaže DNA.
DNK je bitan za funkcioniranje ljudskog tijela i svih ostalih organizama jer je osnova za sintezu proteina. Kombinacija tri uzastopne baze označava jednu aminokiselinu, zbog čega se naziva trostrukim kodom. Svaka bazna trojka "prevedena" je u aminokiselinu putem glasnika RNA (mRNA); te se aminokiseline povezuju s proteinima u staničnoj plazmi. MRNA se razlikuje od DNK samo u jednom atomu u ostatku šećera u kralježnici i u nekoliko baza. MRNA uglavnom služi kao nosač informacija za transport informacija pohranjenih u DNK iz stanične jezgre u staničnu plazmu.
Bolesti i bolesti
Organizam koji nije sposoban za sintezu DNK ne bi bio održiv, jer se nove stanice moraju formirati diobom stanica tijekom embrionalnog razvoja. Pogreške u sintezi DNA, to jest pojedine pogrešno ugrađene baze koje ne slijede princip komplementarnog spajanja baza, događaju se relativno često. Zbog toga ljudske stanice imaju sustave za popravak. Temelje se na enzimima koji kontroliraju dvostruku nit DNA i ispravljaju pogrešno umetnute baze pomoću različitih mehanizama.
Na primjer, u tu svrhu se područje oko pogrešne baze može izrezati i obnoviti u skladu s objašnjenim principom sinteze. Međutim, ako su stanice za popravak DNK neispravne ili preopterećene, bazne se neusklađenosti, poznate kao mutacije, mogu akumulirati. Ove mutacije destabiliziraju genom i na taj način povećavaju vjerojatnost novih pogrešaka tijekom sinteze DNK. Akumulacija takvih mutacija može dovesti do raka. Mutacija daje nekim genima učinak promicanja raka (dobitak funkcije), dok drugi geni gube zaštitni učinak (gubitak funkcije).
U nekim je stanicama, međutim, čak i poželjna povećana stopa pogreške da bi se učinila prilagodljivijima, na primjer, u određenim stanicama ljudskog imunološkog sustava.
.jpg)
.jpg)
