Sinteza DNA događa se kao dio replikacije DNA. DNA je nositelj genetskih informacija i kontrolira sve životne procese. Smješten je u jezgri stanice kod ljudi kao i u svim ostalim živim organizmima. DNA ima oblik dvostruke niti, slične ljestvama za navijanje užeta, koja se naziva spirala. Ova dvostruka zavojnica sastoji se od dvije DNA molekule. Svaka od dvije komplementarne pojedinačne niti sastoji se od okosnice šećer molekule (deoksiriboza) i fosfat ostaci, kojima su četiri organska dušična baze spojeni su gvanin, adenin, citozin i timin. Dvije su niti međusobno povezane vodik veze između suprotnih, takozvanih komplementarnih, baze. Ovdje su, prema principu komplementarnog sparivanja baza, moguće veze samo između gvanina i citozina, s jedne strane, i adenina i timina s druge strane.
Što je sinteza DNA?
Sinteza DNA događa se kao dio replikacije DNA. DNA je nositelj genetskih informacija i kontrolira sve životne procese. Da bi se DNA mogla replicirati, neophodan je postupak sinteze DNA. Opisuje gradnju deoksiribonukleinska kiselina (skraćeno kao DNA ili također DNA). Odlučujući enzim u ovom procesu je DNA polimeraza. Samo je na taj način moguća dioba stanica. Za replikaciju, prvo se odmota namotani dvostruki lanac DNA enzimi poznate kao helikaze i topoizomeraze, a dvije pojedinačne niti međusobno su odvojene. Ova priprema za stvarnu replikaciju naziva se inicijacija. Sada se sintetizira komad RNA, koji je DNA polimerazi potreban kao polazna točka za svoje enzimatsko djelovanje. Tijekom sljedećeg produljenja (produženja lanca), DNK polimeraza može koristiti svaki pojedinačni lanac kao predložak za sintezu komplementarne odgovarajuće DNA. Budući da je jedan od baze mogu ikad stvoriti veze samo s drugom bazom, moguće je koristiti jedan lanac za rekonstrukciju drugog odgovarajućeg lanca. Ova dodjela komplementarnih baza zadatak je DNA polimeraze. The šećer-fosfat okosnica novog lanca DNA tada je povezana ligazom. To stvara dva nova dvostruka lanca DNA, od kojih svaki sadrži po jedan lanac iz stare spirale DNA. Nova dvostruka zavojnica stoga se naziva polukonzervativnom. Obje niti dvostruke zavojnice imaju polaritet koji ukazuje na orijentaciju molekule. Smjer dviju molekula DNA u zavojnici je suprotan. Međutim, budući da DNA polimeraza djeluje samo u jednom smjeru, samo se nit koja je u odgovarajućoj orijentaciji može kontinuirano graditi. Drugi se pramen sintetizira dio po dio. Rezultirajući segmenti DNA, poznati i kao Okazaki fragmenti, zatim su povezani ligazom. Završetak sinteze DNA uz pomoć različitih kofaktora naziva se prekid.
Funkcija i zadatak
Budući da većina stanica ima ograničen životni vijek, nove se stanice u tijelu moraju neprestano stvarati dijeljenjem stanica kako bi nadomjestile one koji umiru. Na primjer, crvena krv stanice u ljudskom tijelu imaju prosječni životni vijek 120 dana, dok neke crijevne stanice treba zamijeniti novim stanicama već nakon jednog ili dva dana. To zahtijeva mitotsku diobu stanica, u kojoj se od matične stanice stvaraju dvije nove, identične stanice kćeri. Obje stanice zahtijevaju cjeloviti skup gena, pa se za razliku od ostalih staničnih komponenata to ne može jednostavno podijeliti. Kako bi se osiguralo da se genetske informacije ne izgube tijekom diobe, DNA se mora podijeliti ("replicirati") prije dijeljenja. Podjela stanica odvija se i tijekom sazrijevanja muških i ženskih spolnih stanica (jajašca i sperma Stanice). Međutim, u mejotičkim podjelama koje se odvijaju, DNA se ne duplicira jer se želi smanjenje za polovicu DNA. Kad jaje i sperma osigurač, kompletan broj kromosomi, stanje pakiranja DNK, zatim se ponovno postiže. DNA je bitna za funkcioniranje ljudskog tijela i svih ostalih organizama, jer je osnova za sintezu proteini. Kombinacija tri uzastopne baze svaka predstavlja aminokiselinu, pa otuda i izraz triplet kod. Svaki bazni triplet se "prevodi" u aminokiselinu putem glasničke RNA (mRNA); ove aminokiseline su zatim povezani u staničnoj plazmi da nastanu proteini.MRNA se razlikuje od DNA samo po jednom atomu u šećer ostatak kralježnice i u nekim bazama. MRNA stoga služi uglavnom kao nosač informacija za transport informacija pohranjenih u DNA od jezgre do citoplazme.
Bolesti i poremećaji
Organizam nesposoban za sintezu DNA ne bi bio održiv, jer se nove stanice moraju neprestano stvarati dijeljenjem stanica čak i tijekom embrionalnog razvoja. Međutim, pogreške u sintezi DNA, tj. Pojedinačne pogrešno umetnute baze koje ne slijede princip komplementarnog uparivanja baza, javljaju se relativno često. Iz tog razloga, ljudske stanice imaju sustave za popravak. Oni se temelje na enzimi koji kontroliraju dvostruki lanac DNA i ispravljaju pogrešno umetnute baze raznim mehanizmima. Na primjer, područje oko pogrešne baze može se izrezati i obnoviti prema objašnjenom principu sinteze. Međutim, ako su sustavi za popravak DNA stanice oštećeni ili preopterećeni, mogu se akumulirati neusklađenosti baza, takozvane mutacije. Te mutacije destabiliziraju genom, povećavajući vjerojatnost pojave novih pogrešaka u toku sinteze DNA. Akumulacija takvih mutacija može dovesti do Raka. U tom procesu neki geni stječu a Raka-promotivni učinak (dobitak funkcije) kao rezultat mutacije, dok drugi geni gube svoj zaštitni učinak (gubitak funkcije). Međutim, u nekim je stanicama čak poželjna povećana stopa pogrešaka kako bi se učinile prilagodljivijima, na primjer u određenim stanicama čovjeka imunološki sustav.
