DNR sintezė vyksta kaip DNR replikacijos dalis. DNR yra genetinės informacijos nešėja ir kontroliuoja visus gyvenimo procesus. Jis yra žmogaus, kaip ir visų kitų gyvų organizmų, ląstelės branduolyje. DNR turi dvigubos grandinės formą, panašią į vyniojamas virvines kopėčias, kurios vadinamos spirale. Ši dviguba spiralė susideda iš dviejų DNR molekulės. Kiekvieną iš dviejų vienas kitą papildančių vijų sudaro: cukrus molekulės (dezoksiribozė) ir fosfatas likučiai, į kuriuos patenka keturi organiniai azoto bazės prijungtas guaninas, adeninas, citozinas ir timinas. Dvi sruogos sujungtos viena su kita per vandenilis ryšiai tarp priešingų, vadinamųjų papildomų, bazės. Čia, remiantis papildomos bazės poravimosi principu, ryšiai galimi tik tarp guanino ir citozino, iš vienos pusės, ir adenino bei timino, kita vertus.
Kas yra DNR sintezė?
DNR sintezė vyksta kaip DNR replikacijos dalis. DNR yra genetinės informacijos nešėja ir kontroliuoja visus gyvenimo procesus. Norint, kad DNR daugintųsi, būtinas DNR sintezės procesas. Jame aprašomas Deoksiribonukleorūgštis (sutrumpintai kaip DNR arba taip pat DNR). Lemiamas fermentas šiame procese yra DNR polimerazė. Tik tokiu būdu ląstelių dalijimasis yra įmanomas. Replikacijai susuktą dvigubą DNR grandinę pirmiausia išvynioja fermentai (enzimai) žinomos kaip helikazės ir topoizomerazės, o dvi atskiros sruogos yra atskirtos viena nuo kitos. Šis pasiruošimas tikram replikavimui vadinamas iniciacija. Dabar sintetinamas RNR gabalas, kurio DNR polimerazei reikia kaip atspirties taško fermentiniam aktyvumui. Vykstant tolesniam pailgėjimui (grandinės pratęsimui), kiekvieną atskirą grandinę DNR polimerazė gali naudoti kaip šabloną, kad sintetintų komplementarią analoginę DNR. Kadangi vienas iš bazės bet kada gali suformuoti ryšius su kita baze, galima naudoti vieną grandinę, kad būtų galima rekonstruoti kitą atitinkamą grandinę. Šis papildomų bazių priskyrimas yra DNR polimerazės užduotis. cukrus-fosfatas tada naujos DNR grandinės stuburas yra susietas ligaze. Tai sukuria dvi naujas DNR dvigubas sruogas, kuriose kiekvienoje yra viena senojo DNR spiralės grandinė. Todėl naujoji dviguba spiralė vadinama pusiau konservatyvia. Abi dvigubos spiralės sruogos turi poliškumą, nurodantį krypties orientaciją molekulės. Dviejų DNR molekulių kryptis spiralėje yra priešinga. Tačiau, kadangi DNR polimerazė veikia tik viena kryptimi, nuolat gali būti kaupiama tik atitinkamoje orientacijoje esanti grandinė. Kita kryptis yra susintetinta po gabalėlį. Tada susidarę DNR segmentai, dar vadinami Okazaki fragmentais, sujungiami kartu su ligaze. DNR sintezės nutraukimas įvairių kofaktorių pagalba vadinamas nutraukimu.
Funkcija ir užduotis
Kadangi daugumos ląstelių gyvenimo trukmė yra ribota, per ląstelių dalijimąsi organizme turi nuolat formuotis naujos ląstelės, kurios pakeistų mirusias. Pavyzdžiui, raudona kraujas žmogaus kūno ląstelių vidutinė gyvenimo trukmė yra 120 dienų, tuo tarpu kai kurias žarnyno ląsteles naujomis ląstelėmis reikia pakeisti tik po vienos ar dviejų dienų. Tam reikia mitozinių ląstelių dalijimosi, kai iš motininės ląstelės sukuriamos dvi naujos, identiškos dukterinės ląstelės. Abiem ląstelėms reikalingas visas genų rinkinys, todėl, skirtingai nei kiti ląstelių komponentai, to negalima tiesiog padalyti. Siekiant užtikrinti, kad dalijimosi metu nebūtų prarasta genetinė informacija, prieš dalijant, DNR turi būti dubliuojama („replikuojama“). Ląstelės dalijasi ir bręstant vyriškoms ir moteriškoms lytinėms ląstelėms (kiaušiniui ir kiaušiniui) sperma ląstelės). Tačiau vykstančiuose mejotiškuose dalybose DNR nesidubliuoja, nes norima sumažinti DNR pusę. Kai kiaušinis ir sperma saugiklis, pilnas saugiklių skaičius chromosomų, tada vėl pasiekiama DNR pakuotės būsena. DNR yra būtina žmogaus organizmo ir visų kitų organizmų funkcionavimui, nes ji yra pagrindas sintezei baltymai. Trijų vienas po kito einančių bazių derinys reiškia aminorūgštį, taigi ir terminas tripleto kodas. Kiekvienas bazinis tripletas yra „paverčiamas“ į aminorūgštį per pasiuntinį RNR (mRNR); šie amino rūgštys tada susiejami ląstelės plazmoje ir susidaro baltymai.RNRN nuo DNR skiriasi tik vienu atomu cukrus stuburo ir kai kurių pagrindų likučiai. Taigi MRNA daugiausia yra informacijos nešėjas, perduodantis DNR saugomą informaciją iš branduolio į citoplazmą.
Ligos ir sutrikimai
Organizmas, negalintis DNR sintezuoti, nebūtų perspektyvus, nes dalijantis ląstelėms, net ir embriono vystymosi metu, turi būti nuolat formuojamos naujos ląstelės. Tačiau DNR sintezės klaidos, ty atskirai neteisingai įterptos bazės, kurios nesilaiko papildomos bazės poravimo principo, pasitaiko gana dažnai. Dėl šios priežasties žmogaus ląstelės turi remonto sistemas. Jie yra pagrįsti fermentai (enzimai) kurie kontroliuoja DNR dvigubą grandinę ir įvairiais mechanizmais koreguoja neteisingai įterptas bazes. Pavyzdžiui, plotą aplink neteisingą pagrindą galima iškirpti ir atstatyti pagal paaiškintą sintezės principą. Tačiau jei ląstelės DNR atstatymo sistemos yra sugedusios arba perkrautos, gali kauptis bazės neatitikimai, vadinamosios mutacijos. Šios mutacijos destabilizuoja genomą, padidindamos vis naujų klaidų tikimybę DNR sintezės eigoje. Tokių mutacijų kaupimasis gali vadovauti į Vėžys. Šiame procese kai kurie genai įgyja a Vėžysskatinantis poveikis (funkcijos padidėjimas) dėl mutacijos, o kiti genai praranda apsauginį poveikį (funkcijos praradimas). Tačiau kai kuriose ląstelėse netgi pageidautina padidinti klaidų lygį, kad jos būtų labiau pritaikomos, pavyzdžiui, tam tikrose žmogaus ląstelėse imuninė sistema.
