replikace dna n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Replikace DNA PowerPoint Presentation
Download Presentation
Replikace DNA

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 28

Replikace DNA - PowerPoint PPT Presentation


  • 137 Views
  • Uploaded on

Replikace DNA. Milada Roštejnská Helena Klímová. Obsah. Co je výsledkem replikace. Replikační počátky a replikační vidličky. DNA-polymerasa. Asymetričnost replikační vidličky. Korektorská schopnost DNA-polymerasy. Primasa. Okazakiho fragmenty. Replikační aparát. Animace.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Replikace DNA' - yagil


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
replikace dna

Replikace DNA

Milada Roštejnská

Helena Klímová

obsah
Obsah

Co je výsledkem replikace

Replikační počátky a replikační vidličky

DNA-polymerasa

Asymetričnost replikační vidličky

Korektorská schopnost DNA-polymerasy

Primasa

Okazakiho fragmenty

Replikační aparát

Animace

Použitá literatura

slide3

G

C

T

A

G

C

G

C

A

T

T

A

T

A

A

T

A

T

T

A

G

C

T

A

T

A

C

G

G

C

G

C

C

G

C

G

C

G

A

T

C

G

C

G

A

T

A

T

C

G

A

T

C

G

C

G

A

T

A

T

Replikace DNA dává vznik dvěma novým vláknům.

Obr. 1. Replikace – schéma

Templát (matrice)

Nově syntetizovaný řetězec DNA

Obsah

replika n po tky a replika n vidli ky
Replikační počátky a replikační vidličky

Celý proces replikace začínají iniciační proteinyv místech, které se nazývajíreplikační počátky.

dvoušroubovice DNA

Replikační počátek

Replikační počátky se v průběhu replikace zvětšují za vzniku tzv. replikačních vidliček.

Replikační vidlička

Obsah

replika n vidli ky
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.

Obr. 2. Replikační vidlička

Obsah

replika n vidli ky1
Replikační vidličky

Začátek replikace

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

Obr. 3. Obousměrná replikace

Obsah

dna polymerasa
DNA-polymerasa

Důležitým 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'.

Většinu nové DNA polymerizuje DNA-polymerasa III.

Nukleotidy vstupují do reakce jako energeticky bohaté deoxynukleosidtrifosfáty (např. dATP) a dodávají energii polymerizační reakci.

Obsah

slide8

3'

3'

5'

5'

Templátový

Řetězec

(DNA)

T

A

T

A

Nově

syntetizovaný

Řetězec

(DNA)

A

T

A

T

3'-konec

5'-konec

G

C

G

C

Fosfodiesterová vazba

5'

5'

Obsah

3'

Obr. 4. Vznik fosfodiesterové vazby

dna polymerasa1
DNA-polymerasa

3'

Spustit animaci

5'

Vedoucí řetězec

5'

3'

3'

Deoxynukleosidtrifosfáty

(dATP, dGTP, dTTP a dCTP)

Enzym: DNA-polymerasa III

5'

Obsah

Obr. 5. Replikace na vedoucím řetězci

asymetri nost replika n vidli ky
Asymetričnost replikační vidličky

DNA-polymerasa je schopna syntetizovat nové vlákno pouze prodlužováním3'-konceDNA.

V replikační vidličce nastává problém, protože původní dvoušroubovice se skládá ze dvou antiparalelních řetězců (je asymetrická).

5'

3'

3'

5'

Obr. 6. Antiparalelní řetězce DNA

Obsah

asymetri nost replika n vidli ky1
Asymetričnost replikační vidličky

Replikační počátek

Jeden nový řetězec je v replikační vidličce syntetizován podle templátu ve směru 3'→5'. (Vzniká 5'→ 3' řetězec)

Druhý nový řetězec je v replikační vidličce syntetizován podle templátu ve směru 5'→3'.

5'

3'

5'

3'

5'

3'

5'

3'

Obr. 6. Antiparalelní řetězce DNA

Obsah

asymetri nost replika n vidli ky2
Asymetričnost replikační vidličky

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'

Vedoucí řetězec

5'

5'

3'

Obr. 7. Směry replikace

5'

3'

3'

Váznoucí řetězec

Obsah

5'

asymetri nost replika n vidli ky3
Asymetričnost replikační vidličky

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

slide14

Asymetričnost replikační vidličky

Templát pro syntézu nového řetězce DNA

3'

5'

3'

5'

nejnověji nasyntetizovaná DNA

Vedoucí řetězec

Váznoucí řetězec

3'

5'

5'

3'

3'

3'

5'

5'

3'

5'

3'

5'

Okazakiho

fragmenty

Směr pohybu replikační vidličky

Obr. 8. Asymetričnost replikační vidličky

Obsah

korektorsk schopnost dna polymerasy
Korektorská schopnost DNA-polymerasy

DNA-polymerasa katalyzuje reakci:

(DNA)n + dNTP ⇄(DNA)n + 1 + difosfát.

DNA-polymerasa je schopna hydrolyzovat DNA od 3'-konce (tzv. 3'→5' 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 DNA-polymerasa je velice přesně párující enzym, který udělá průměrně jednu chybu na 107 zreplikovaných párů bází.

Obsah

primasa
Primasa

DNA-polymerasa neumí začít syntetizovat nové vlákno.

Existuje jiný enzym - primasa, která dokáže spojit dva volné nukleotidy.

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

primasa1
Primasa

3'

Vedoucí

řetězec

Spustit animaci

1. Primasa

2. DNA-polymerasa III

5'

5'

3'

Okazakiho

fragmenty

3'

Váznoucí

řetězec

5'

Obsah

Obr. 9. Replikace na váznoucím řetězci (1. část)

okazakiho fragmenty
Okazakiho fragmenty

Opožďující řetězec je tvořen mnoha oddělenými úseky tzv. Okazakiho fragmenty(o velikosti 1000-2000 nukleotidů).

Na vytvoření souvislého vlákna DNA z Okazakiho fragmentů jsou třeba tři enzymy:

1. DNA-polymerasa I (exonukleasová funkce) –

odstraňuje RNA primery;

2. DNA-polymerasa I– nahrazuje RNA-primery DNA;

3. DNA-ligasa – pospojí všechny úseky dohromady.

Obsah

okazakiho fragmenty1
Okazakiho fragmenty

3'

Vedoucí

řetězec

Spustit animaci

3. DNA-polymerasa I

(exonukleasová funkce)

5'

4. DNA-polymerasa I

5'

3'

5. DNA-ligasa

3'

Váznoucí

řetězec

5'

Obsah

Obr. 10. Replikace na váznoucím řetězci (2. část)

replika n apar t

5'

3'

Vedoucí řetězec

Svírací protein

DNA-polymerasa

Nově syntetizovaný řetězec

Rodičovská DNA

3'

5'

Primasa

Nový Okazakiho fragment

DNA-helikasa

RNA-primer

Vazebný protein pro udržení jednořetězcové struktury

3'

5'

Váznoucí řetězec

Obr. 11. Replikační aparát

Okazakiho fragment

Replikace DNA vyžaduje spolupráci několika druhů enzymů.

Replikační aparát

Replikační aparát umožňuje vznik a posun replikační vidličky a syntézu nové DNA.

Obsah

replika n apar t helikasa
Replikační aparát - helikasa

Helikasa

(rozvíjí dvoušroubovicovou strukturu)

Obsah

Obr. 12. Rozvíjení dvoušroubovicové struktury

replikace je proces semikonzervativn
Replikace je proces semikonzervativní

3'

5'

5'

3'

3'

5'

5'

3'

Obsah

Obr. 13. Dceřinná vlákna DNA

replikace na vedouc m et zci
Replikace na vedoucím řetězci

3'

Spustit animaci

5'

Vedoucí řetězec

5'

3'

3'

Deoxynukleosidtrifosfáty

(dATP, dGTP, dTTP a dCTP)

Enzym: DNA-polymerasa III

Obsah

replikace na v znouc m et zci 1 st
Replikace na váznoucím řetězci (1. část)

3'

Vedoucí

řetězec

Spustit animaci

1. Primasa

2. DNA-polymerasa III

5'

5'

3'

Okazakiho

fragmenty

3'

Váznoucí

řetězec

Obsah

5'

slide26

Replikace na váznoucím řetězci (2. část)

3'

Vedoucí

řetězec

Spustit animaci

1. DNA-polymerasa I

(exonukleasová funkce)

5'

2. DNA-polymerasa I

5'

3'

3. DNA-ligasa

3'

Váznoucí

řetězec

Obsah

5'

pr b h replikace
Průběh replikace

Vedoucí řetězec

3'

5'

5'

3'

5'

3'

3'

Váznoucí řetězec

5'

Obsah

pou it literatura
Použitá literatura

[1] ALBERTS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 1997.

[2] NEČAS, O. a kol. Obecná biologie pro lékařské fakulty. Jinočany: Nakladateství H&H, 2000.

[3] KUBIŠTA, V. Buněčné základy životních dějů. Praha: Scientia, 1998.

Obsah