Replikace DN Milada Roštejnská Helena Klímová 1
o je výsledkem replikace Replikační počátky a replikační vidličky DN-polymerasa symetričnost replikační vidličky Korektorská schopnost DN-polymerasy Primasa kazakiho fragmenty Replikační aparát nimace Použitá literatura
Nově syntetizovaný řetězec DN Replikace DN dává vznik dvěma novým vláknům. emplát (matrice) br. 1. Replikace schéma
Replikační počátky a replikační vidličky elý proces replikace začínají iniciační proteiny v místech, které se nazývají replikační počátky. dvoušroubovice DN Replikační počátek Replikační počátky se v průběhu replikace zvětšují za vzniku tzv. replikačních vidliček. Replikační vidlička
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. br. 2. Replikační vidlička
Replikační vidličky V jednom replikačním počátku se vytvoří dvě replikační vidličky, které se pohybují směrem od sebe, a proto je tato replikace nazývána obousměrná. Replikační vidlička Směr replikace Směr replikace Začátek replikace br. 3. bousměrná replikace
DN-polymerasa Důležitým enzymem je DN-polymerasa, která syntetizuje nové vlákno DN podle původního řetězce. ento enzym katalyzuje připojování nukleotidů na -konec rostoucího řetězce DN za vzniku fosfodiesterové vazby mezi -H skupinou řetězce a -fosfátovou skupinou přidávaného nukleotidu. DN je syntetizována ve směru. Většinu nové DN polymerizuje DN-polymerasa III. Nukleotidy vstupují do reakce jako energeticky bohaté deoxynukleosidtrifosfáty (např. dp) a dodávají energii polymerizační reakci.
- P - R P H 2 H H - - H H 2 P - Nově syntetizovaný Řetězec H 2 (DN) H H H P P - H H 2 H 2 H H H H H 2 -konec -konec emplátový Řetězec (DN) - P - R P - - P H 2 H H - P H 2 H Fosfodiesterová vazba br. 4. Vznik fosfodiesterové vazby H H 2 H - H H 2 P - H 2 H H H H H 2
DN-polymerasa Spustit animaci Vedoucí řetězec Deoxynukleosidtrifosfáty (dp, dp, dp a dp) Enzym: DN-polymerasa III br. 5. Replikace na vedoucím řetězci
symetričnost replikační vidličky DN-polymerasa je schopna syntetizovat nové vlákno pouze prodlužováním -konce DN. V replikační vidličce nastává problém, protože původní dvoušroubovice se skládá ze dvou antiparalelních řetězců (je asymetrická). br. 6. ntiparalelní řetězce DN
symetričnost replikační vidličky Jeden nový řetězec je v replikační vidličce syntetizován podle templátu ve směru. (Vzniká řetězec) Druhý nový řetězec je v replikační vidličce syntetizován podle templátu ve směru. Replikační počátek br. 6. ntiparalelní řetězce DN
symetričnost replikační vidličky Jeden nový řetězec je v replikační vidličce syntetizována podle templátu ve směru. (Vzniká řetězec) Druhý nový řetězec je v replikační vidličce syntetizován podle templátu ve směru. Vedoucí řetězec br. 7. Směry replikace Váznoucí řetězec
symetričnost replikační vidličky Neexistuje DN-polymerasa, která by dokázala prodlužovat -konec DN. udíž v tomto směru roste diskontinuálně tzn., že jsou ve směru syntetizovány krátké úseky DN (kazakiho 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.
symetričnost replikační vidličky Vedoucí řetězec Váznoucí řetězec kazakiho fragmenty Směr pohybu replikační vidličky emplát pro syntézu nového řetězce DN nejnověji nasyntetizovaná DN br. 8. symetričnost replikační vidličky
Korektorská schopnost DN-polymerasy DN-polymerasa katalyzuje reakci: (DN) n + dnp (DN) n + 1 + difosfát. DN-polymerasa je schopna hydrolyzovat DN od -konce (tzv. exonukleasová aktivita). Připojí-li se chybný nukleotid, vznikne nestabilní produkt (nukleotid se chybně páruje s nukleotidem v templátu), čímž dojde k posunutí rovnováhy ve směru výchozích látek. Proto DN-polymerasa je velice přesně párující enzym, který udělá průměrně jednu chybu na 10 7 zreplikovaných párů bází.
Primasa DN-polymerasa neumí začít syntetizovat nové vlákno. Existuje jiný enzym - primasa, která dokáže spojit dva volné nukleotidy. Primasa nesyntetizuje DN, ale krátké úseky RN majících cca 10 nukleotidů. yto úseky se párují na základě komplementarity s templátovým řetězcem a poskytují -konec pro DNpolymerasu. Slouží tedy jako primer pro syntézu DN.
Primasa Vedoucí řetězec Spustit animaci 1. Primasa 2. DN-polymerasa III kazakiho fragmenty br. 9. Replikace na váznoucím řetězci (1. část) Váznoucí řetězec
kazakiho fragmenty požďující řetězec je tvořen mnoha oddělenými úseky tzv. kazakiho fragmenty (o velikosti 1000-2000 nukleotidů). Na vytvoření souvislého vlákna DN z kazakiho fragmentů jsou třeba tři enzymy: 1. DN-polymerasa I (exonukleasová funkce) odstraňuje RN primery; 2. DN-polymerasa I nahrazuje RN-primery DN; 3. DN-ligasa pospojí všechny úseky dohromady.
Spustit animaci kazakiho fragmenty Vedoucí řetězec 3. DN-polymerasa I (exonukleasová funkce) dstraňuje RN-primery br. 10. Replikace na váznoucím řetězci (2. část) Váznoucí řetězec
Spustit animaci kazakiho fragmenty Vedoucí řetězec 4. DN-polymerasa I Nahrazuje RN-primery DN br. 10. Replikace na váznoucím řetězci (3. část) Váznoucí řetězec
Spustit animaci kazakiho fragmenty Vedoucí řetězec 5. DN-ligasa Pospojí všechny úseky DN dohromady br. 10. Replikace na váznoucím řetězci (4. část) Váznoucí řetězec
Replikační aparát Replikace DN vyžaduje spolupráci několika druhů enzymů. Replikační aparát umožňuje vznik a posun replikační vidličky a syntézu nové DN. Vedoucí řetězec Svírací protein DN-polymerasa Nově syntetizovaný řetězec Primasa Rodičovská DN Nový kazakiho fragment kazakiho fragment RN-primer Váznoucí řetězec Vazebný protein pro udržení jednořetězcové struktury DN-helikasa br. 11. Replikační aparát
Replikační aparát - helikasa Helikasa (rozvíjí dvoušroubovicovou strukturu) br. 12. Rozvíjení dvoušroubovicové struktury
Replikace je proces semikonzervativní br. 13. Dceřinná vlákna DN
nimace pro zopakování 25
Replikace na vedoucím řetězci Spustit animaci Vedoucí řetězec Deoxynukleosidtrifosfáty (P, P, P a P) Enzym: DN-polymerasa III br. 5. Replikace na vedoucím řetězci
Replikace na váznoucím řetězci (1. část) Spustit animaci 1. Primasa Vedoucí řetězec 2. DN-polymerasa III kazakiho fragmenty br. 9. Replikace na váznoucím řetězci (1. část) Váznoucí řetězec
Replikace na váznoucím řetězci (2. část) Spustit animaci Vedoucí řetězec 3. DN-polymerasa I (exonukleasová funkce) dstraňuje RN-primery br. 10. Replikace na váznoucím řetězci (2. část) Váznoucí řetězec
Replikace na váznoucím řetězci (2. část) Spustit animaci Vedoucí řetězec 4. DN-polymerasa I Nahrazuje RN-primery DN br. 10. Replikace na váznoucím řetězci (3. část) Váznoucí řetězec
Replikace na váznoucím řetězci (2. část) Spustit animaci Vedoucí řetězec 5. DN-ligasa Pospojí všechny úseky DN dohromady br. 10. Replikace na váznoucím řetězci (4. část) Váznoucí řetězec
Průběh replikace Vedoucí řetězec Váznoucí řetězec
Použitá literatura [1] LBERS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 1997. [2] NEČS,. a kol. becná biologie pro lékařské fakulty. Jinočany: Nakladateství H&H, 2000. [3] KUBIŠ, V. Buněčné základy životních dějů. Praha: Scientia, 1998. 32