The Sinteza DNK poteka kot del podvajanja DNK. DNK je nosilec genetskih informacij in nadzoruje vse življenjske procese. Pri ljudeh se tako kot v vseh drugih živih bitjih nahaja v jedru celice. DNK je v obliki dvojnega pramena, podobnega zvitemu vrvi lestvice, imenovanem vijačnica. To dvojno vijačnico sestavljata dve molekuli DNK. Vsak od dveh komplementarnih enojnih pramenov je sestavljen iz hrbtenice molekul sladkorja (deoksiriboza) in fosfatnih ostankov, na katere se vežejo štiri organske, dušikove baze ganin, adenin, citozin in timin. Oba sklopa sta povezana z vodikovimi vezmi med nasprotnimi, tako imenovanimi komplementarnimi osnovami. Po načelu komplementarnega osnovnega združevanja so možne samo povezave med gvaninom in citozinom na eni ter adeninom in timinom na drugi strani.
Kaj je sinteza DNK?
Da se DNK lahko razmnoži, je potreben postopek sinteze DNK. Opisuje strukturo deoksiribonukleinske kisline (skrajšano kot DNK ali DNK). Ključni encim tukaj je DNK polimeraza. To je edini način delitve celic.
Za razmnoževanje dvojnega niza zvite DNK najprej odvezujejo encimi, tako imenovane helikaze in topoizomeraze, oba enojna pramena pa sta ločena drug od drugega. Ta priprava za dejansko razmnoževanje se imenuje iniciacija. Zdaj se sintetizira košček RNK, ki ga DNK polimeraza potrebuje kot izhodišče za njeno encimsko aktivnost.
V naslednjem raztezku (podaljšek) lahko DNK polimeraza uporabi vsak posamezen pramen kot predlogo za sintezo dopolnilne DNK. Ker se lahko ena od podstavkov veže le na eno drugo podlago, je mogoče z enim pramenom rekonstruirati drug, povezan pramen. Ta dodelitev komplementarnih osnov je naloga DNK polimeraze.
Sladkorno-fosfatni del nove verige DNA je nato povezan z ligazo. Tako nastaneta dva nova dvojna veriga DNK, od katerih vsaka vsebuje pramen iz stare vijačnice DNA. Nova dvojna vijačnica se zato imenuje polkonzervativna.
Obe vrsti dvojne vijačnice imata polarnost, ki označuje orientacijo molekul. Smer obeh molekul DNK v vijačnici je nasprotna. Ker DNK polimeraza deluje le v eno smer, se lahko neprekinjeno gradi samo pramen, ki je v ustrezni orientaciji. Drugi pramen se sintetizira delno po kos. Nastale segmente DNK, znane tudi kot Okazaki fragmenti, se nato pridruži ligaza.Prenehanje sinteze DNK s pomočjo različnih kofaktorjev je znano kot prenehanje.
Funkcija in naloga
Ker ima večina celic le omejeno življenjsko dobo, se morajo nove celice v telesu nenehno oblikovati s celično delitvijo, da nadomestijo tiste, ki umirajo. Na primer, rdeče krvne celice v človeškem telesu imajo povprečno življenjsko dobo 120 dni, medtem ko je treba nekatere črevesne celice po enem ali dveh dneh zamenjati z novimi celicami. To zahteva mitotično delitev celic, v kateri iz matične celice nastaneta dve novi, enaki hčerinski celici. Obe celici potrebujeta celoten nabor genov, kar pomeni, da se za razliko od drugih sestavin celice ne da preprosto razdeliti. Da se med delitvijo ne izgubi nobena genetska informacija, je treba pred delitvijo DNK podvojiti ("ponoviti").
Celične delitve se dogajajo tudi med zorenjem moških in ženskih zarodnih celic (jajčne in spermijeve). V mejotskih delitvah, ki se zgodijo, se DNK ne podvoji, ker je zaželeno zmanjšanje za polovico DNK. Ko se jajčne in spermatozo celice zlijejo, dosežemo ponovno celotno število kromosomov, stanje embalaže DNK.
DNK je ključnega pomena za delovanje človeškega telesa in vseh drugih organizmov, saj je osnova za sintezo beljakovin. Kombinacija treh zaporednih baz pomeni eno aminokislino, zato jo imenujemo kot trojna koda. Vsak bazni triplet se "prevede" v aminokislino prek messenger RNA (mRNA); te aminokisline so nato povezane z beljakovinami v celični plazmi. MRNA se od DNK razlikuje le v enem atomu v sladkornem ostanku hrbtenice in v nekaj bazah. MRNA v glavnem služi kot nosilec informacij za transport informacij, shranjenih v DNK, iz celičnega jedra v celično plazmo.
Bolezni in bolezni
Organizem, ki ni sposoben sinteze DNK, ne bi bil izvedljiv, saj je treba s celicami deliti med embrionalnim razvojem nove celice. Napake pri sintezi DNK, torej posamezne napačno vgrajene podlage, ki ne sledijo načelu komplementarnega združevanja baz, se pojavljajo razmeroma pogosto. Zaradi tega imajo človeške celice sisteme za popravilo. Temeljijo na encimih, ki z različnimi mehanizmi nadzorujejo dvojni niz DNK in popravljajo napačno vstavljene baze.
V ta namen lahko na primer območje okrog napačne podlage izločimo in obnovimo v skladu s pojasnjenim principom sinteze. Če pa so celicni sistemi za popravilo DNK okvarjeni ali preobremenjeni, se lahko kopičijo neskladja v bazi, tako imenovane mutacije. Te mutacije destabilizirajo genom in s tem povečajo verjetnost novih napak med sintezo DNK. Kopičenje takšnih mutacij lahko vodi do raka. Mutacija daje nekaterim genom učinek, ki spodbuja raka (pridobivanje funkcije), medtem ko drugi geni izgubijo svoj zaščitni učinek (izguba funkcije).
V nekaterih celicah pa je celo zaželena povečana stopnja napak, da se naredijo bolj prilagodljive, na primer v določenih celicah človeškega imunskega sistema.
.jpg)
.jpg)
