Dalam genetik molekul, proses sintesis DNA, RNA dan protein dibahagikan kepada tiga peringkat untuk kemudahan penerangan: permulaan, pemanjangan dan penamatan. Peringkat-peringkat ini menerangkan mekanisme yang berbeza untuk molekul tersintesis yang berbeza, walau bagaimanapun, ia sentiasa bermaksud permulaan, perjalanan proses dan pengakhiran. Penamatan replikasi ialah penamatan sintesis molekul DNA.
Peranan biologi penamatan
Permulaan dan penamatan ialah sempadan awal dan akhir pertumbuhan rantai tersintesis, yang dijalankan pada peringkat pemanjangan. Penyelesaian proses biasanya berlaku apabila kesesuaian biologi untuk sintesis selanjutnya berakhir (contohnya, di tapak penghujung replika atau transkrip). Pada masa yang sama, penamatan melaksanakan 2 fungsi penting:
- tidak membenarkan sintesis melangkaui bahagian tertentu rantai matriks;
- mengeluarkan produk biosintetik.
Oleh itu, sebagai contoh, dalam proses transkripsi (sintesis RNA berdasarkan templat DNA), penamatan tidak membenarkan proses melintasi sempadan gen atau operon tertentu. ATjika tidak, kandungan semantik RNA messenger akan dilanggar. Dalam kes sintesis DNA, penamatan mengekalkan proses dalam satu replika.
Jadi, penamatan adalah salah satu mekanisme untuk mengekalkan pengasingan dan keteraturan biosintesis pelbagai bahagian molekul matriks. Di samping itu, pelepasan produk membolehkan yang terakhir melaksanakan fungsinya, dan juga mengembalikan sistem kepada keadaan asalnya (detasmen kompleks enzim, pemulihan struktur spatial matriks, dll.).
Apakah penamatan sintesis DNA
Sintesis DNA berlaku semasa replikasi, proses menggandakan bahan genetik dalam sel. Dalam kes ini, DNA asal dilepaskan, dan setiap rantainya berfungsi sebagai templat untuk (anak perempuan) yang baharu. Akibatnya, dua molekul DNA penuh terbentuk menggantikan satu heliks beruntai dua. Penamatan (tamat) proses ini dalam prokariot dan eukariota berlaku secara berbeza disebabkan oleh beberapa perbezaan dalam mekanisme replikasi kromosom dan nukleoid sel bebas nuklear.
Cara replikasi berfungsi
Seluruh kompleks protein terlibat dalam replikasi. Fungsi utama dilakukan oleh enzim sintesis, polimerase DNA, yang memangkinkan pembentukan ikatan fosfodiester antara nukleotida rantai yang semakin meningkat (yang terakhir dipilih mengikut prinsip saling melengkapi). Untuk mula berfungsi, DNA polimerase memerlukan primer - primer yang disintesis oleh DNA primase.
Peristiwa ini didahului oleh pelepasan DNA dan pemisahan rantainya,setiap satunya berfungsi sebagai matriks untuk sintesis. Oleh kerana yang terakhir hanya boleh berlaku dari hujung 5' hingga 3', satu untai menjadi terkemuka (sintesis berjalan ke arah hadapan dan berterusan), dan untaian yang lain menjadi ketinggalan (proses dijalankan dalam arah yang bertentangan dan secara berpecah-belah.). Jurang antara serpihan kemudiannya dibaiki oleh ligase DNA.
Pembubaran heliks berganda dijalankan oleh enzim helikase DNA. Proses ini membentuk struktur berbentuk Y yang dipanggil garpu replikasi. Kawasan untaian tunggal yang terhasil distabilkan oleh apa yang dipanggil protein SSB.
Penamatan ialah penghentian sintesis DNA, yang berlaku sama ada akibat pertemuan garpu replikasi atau apabila penghujung kromosom dicapai.
Mekanisme penamatan dalam prokariot
Penyiapan replikasi dalam prokariot berlaku pada titik yang sesuai dalam genom (tapak penamatan) dan ditentukan oleh dua faktor:
- perjumpaan garpu replikasi;
- ter-sites.
Pertemuan garpu berlaku jika molekul DNA mempunyai bentuk bulat tertutup, yang merupakan ciri kebanyakan prokariot. Hasil daripada sintesis berterusan, hujung 3' dan 5' setiap rantai disambungkan. Untuk replikasi satu arah, titik padanan adalah sama dengan tapak asal (OriC). Dalam kes ini, rantai yang disintesis, seolah-olah, mengelilingi molekul cincin, kembali ke titik permulaan dan bertemu dengan hujung 5' itu sendiri. Dengan replikasi dwiarah (sintesis berjalan serentak dalam dua arah dari titik OriC), mesyuaratgarpu dan sambungan hujung berlaku di tengah-tengah molekul gelang.
Gandingan cincin dijalankan oleh ligase DNA. Ini membentuk struktur yang dipanggil cathekan. Dengan memperkenalkan pemisah helai tunggal, girase DNA memecahkan cincin dan proses replikasi selesai.
Ter-sites juga mengambil bahagian dalam replikasi. Ia terletak 100 pasangan asas di luar titik di mana garpu bertemu. Kawasan ini mengandungi jujukan pendek (23 bp) di mana produk protein gen tus terikat, menghalang kemajuan selanjutnya garpu replikasi.
Pemberhentian replikasi dalam sel eukariotik
Dan saat terakhir. Dalam eukariota, satu kromosom mengandungi beberapa titik permulaan replikasi, dan penamatan berlaku dalam dua kes:
- apabila garpu bergerak ke arah bertentangan berlanggar;
- jika hujung kromosom tercapai.
Pada penghujung proses, molekul DNA yang dipisahkan terikat pada protein kromosom dan diagihkan secara teratur di antara sel anak.
