U molekularnoj genetici, procesi sinteze DNA, RNA i proteina podijeljeni su u tri stupnja radi lakšeg opisa: inicijacija, elongacija i terminacija. Ove faze opisuju različite mehanizme za različite sintetizirane molekule, ali uvijek znače početak, tijek procesa i kraj. Završetak replikacije je kraj sinteze molekula DNK.
Biološka uloga prekida
Inicijacija i završetak su početne i konačne granice rasta sintetiziranog lanca, koji se provodi u fazi elongacije. Završetak procesa obično se događa tamo gdje prestaje biološka svrsishodnost daljnje sinteze (na primjer, na mjestu završetka replikona ili transkriptona). U isto vrijeme, prekid obavlja 2 važne funkcije:
- ne dopušta sintezi da ide dalje od određenog dijela matričnog lanca;
- oslobađa biosintetski proizvod.
Tako, na primjer, u procesu transkripcije (sinteza RNA na temelju DNK šablona), terminacija ne dopušta procesu da prijeđe granicu određenog gena ili operona. NAinače bi se narušio semantički sadržaj glasničke RNA. U slučaju sinteze DNK, prekid zadržava proces unutar jednog replikona.
Dakle, terminacija je jedan od mehanizama za održavanje izolacije i urednosti biosinteze različitih dijelova matriksnih molekula. Osim toga, oslobađanje proizvoda omogućuje potonjem da obavlja svoje funkcije, a također vraća sustav u prvobitno stanje (odvajanje enzimskih kompleksa, obnova prostorne strukture matrice, itd.).
Što je završetak sinteze DNK
Sinteza DNK događa se tijekom replikacije, procesa udvostručavanja genetskog materijala u stanici. U ovom slučaju izvorni DNK se odmotava, a svaki njegov lanac služi kao predložak za novi (kćeri). Kao rezultat toga, umjesto jedne dvolančane spirale nastaju dvije potpune molekule DNK. Završetak (završetak) ovog procesa u prokariota i eukariota događa se različito zbog nekih razlika u mehanizmima replikacije kromosoma i nukleoidu stanica bez jezgre.
Kako radi replikacija
Cijeli kompleks proteina je uključen u replikaciju. Glavnu funkciju obavlja enzim sinteze, DNA polimeraza, koji katalizira stvaranje fosfodiesterskih veza između nukleotida rastućeg lanca (potonji se biraju prema principu komplementarnosti). Da bi počela raditi, DNA polimeraza zahtijeva primer - prajmer koji se sintetizira pomoću DNA primaze.
Ovom događaju prethodi odmotavanje DNK i odvajanje njegovih lanaca,od kojih svaki služi kao matrica za sintezu. Budući da se potonji može pojaviti samo od 5' do 3' kraja, jedan lanac postaje vodeći (sinteza teče u smjeru naprijed i kontinuirano), a drugi lanac zaostaje (proces se odvija u suprotnom smjeru i fragmentarno). Jaz između fragmenata se naknadno popravlja DNA ligazom.
Odmotavanje dvostruke spirale provodi enzim DNA helikaza. Ovaj proces formira strukturu u obliku slova Y zvanu replikacijska vilica. Rezultirajuće jednolančane regije stabiliziraju se takozvanim SSB proteinima.
Prestanak je zaustavljanje sinteze DNK, što se događa ili kao rezultat susreta replikacijskih vilica, ili kada se dosegne kraj kromosoma.
Mehanizam prestanka kod prokariota
Završetak replikacije u prokariotima događa se na odgovarajućoj točki u genomu (mjesto terminacije) i određuju ga dva faktora:
- sastanak vilice za replikaciju;
- ter-sites.
Do susreta rašlji dolazi ako molekula DNK ima zatvoreni kružni oblik, što je karakteristično za većinu prokariota. Kao rezultat kontinuirane sinteze, 3' i 5' krajevi svakog lanca su povezani. Za jednosmjernu replikaciju, točka podudaranja je ista kao i početno mjesto (OriC). U ovom slučaju, sintetizirani lanac, takoreći, ide oko molekule prstena, vraćajući se na početnu točku i susrećući se sa svojim 5'-krajom. Uz dvosmjernu replikaciju (sinteza se odvija istovremeno u dva smjera od OriC točke), sastanakračva i spajanje krajeva događa se u sredini molekule prstena.
Spajanje prstenova se provodi pomoću DNA ligaze. To tvori strukturu koja se zove katekan. Uvođenjem prekida jednog lanca, DNA giraza razbija prstenove i proces replikacije je dovršen.
Ter-stranice također sudjeluju u replikaciji. Nalaze se 100 parova baza izvan točke gdje se spajaju vilice. Ove regije sadrže kratku sekvencu (23 bp) na koju se veže proteinski produkt gena tus, blokirajući daljnje napredovanje replikacijske vilice.
Završetak replikacije u eukariotskoj stanici
I posljednji trenutak. Kod eukariota jedan kromosom sadrži nekoliko točaka inicijacije replikacije, a završetak se događa u dva slučaja:
- kada se vilice koje se kreću u suprotnim smjerovima sudare;
- ako se dosegne kraj kromosoma.
Na kraju procesa, odvojene molekule DNA vežu se na kromosomske proteine i uredno se raspoređuju među stanicama kćerima.
