복제 포크 란 무엇입니까? - 생물학 - 2026

복제 포크 그것은 또한 성장 포인트라고하며, DNA 복제가 발생하는 지점입니다. Y 자 모양이며 복제가 발생하면 헤어핀이 DNA 분자를 통해 이동합니다.

DNA 복제는 세포에서 유전 물질의 복제를 포함하는 세포 과정입니다. DNA의 구조는 이중 나선이며, 그 내용을 복제하려면 DNA를 열어야합니다. 복제는 반 보존 적 과정이기 때문에 각 가닥은 새로운 DNA 사슬의 일부가 될 것입니다.

출처 : Gluon 기반 Masur (Alejandro Porto의 스페인어 버전)

복제 포크는 새로 분리 된 주형 또는 주형 가닥과 아직 복제되지 않은 이중 DNA 사이의 접합부 사이에 정확하게 형성됩니다. DNA 복제를 시작할 때 가닥 중 하나는 쉽게 복제 될 수있는 반면 다른 가닥은 극성 문제에 직면합니다.

사슬 중합을 담당하는 효소 인 DNA 중합 효소는 5'-3 '방향으로 만 DNA 가닥을 합성합니다. 따라서 한 가닥은 연속적이고 다른 가닥은 불연속적인 복제를 거쳐 Okazaki 단편을 생성합니다.

DNA 복제 및 복제 포크

DNA는 일부 바이러스를 제외하고 모든 살아있는 유기체에 필요한 유전 정보를 저장하는 분자입니다.

4 개의 서로 다른 뉴클레오티드 (A, T, G, C)로 구성된이 거대한 고분자는 진핵 생물의 핵에 존재하며, 이들 존재의 조직을 구성하는 각 세포에 존재합니다. 핵심).

세포가 분열 할 때마다 DNA는 유전 물질을 가진 딸 세포를 만들기 위해 복제해야합니다.

단방향 및 양방향 복제

복제는 원점에서 복제 포크의 형성에 따라 단방향 또는 양방향 일 수 있습니다.

논리적으로 한 방향 복제의 경우 하나의 헤어핀 만 형성되고 양방향 복제에서는 두 개의 헤어핀이 형성됩니다.

관련된 효소

이 과정을 위해서는 신속하게 작동하고 DNA를 정확하게 복제 할 수있는 복잡한 효소 기계가 필요합니다. 가장 중요한 효소는 DNA 중합 효소, DNA primase, DNA helicase, DNA ligase 및 topoisomerase입니다.

복제 및 헤어핀 형성 시작

DNA 복제는 분자의 임의의 위치에서 시작되지 않습니다. 복제 시작을 표시하는 DNA의 특정 영역이 있습니다.

대부분의 박테리아에서 박테리아 염색체에는 AT가 풍부한 단일 시작점이 있습니다. 이 구성은 영역의 개방을 촉진하기 때문에 논리적입니다 (AT 쌍은 2 개의 수소 결합으로 연결되고 GC 쌍은 3 개로 연결됨).

DNA가 열리기 시작하면 Y 자 모양의 구조가 형성됩니다 : 복제 포크.

포크 신장 및 이동

DNA 중합 효소는 딸 사슬 합성을 처음부터 시작할 수 없습니다. 중합 효소가 중합을 시작할 수 있도록 3 '말단을 가진 분자가 필요합니다.

이 자유 3 '말단은 프라이머 또는 프라이머라고하는 작은 뉴클레오티드 분자에 의해 제공됩니다. 첫 번째는 중합 효소에 대한 일종의 고리 역할을합니다.

복제 과정에서 복제 포크는 DNA를 따라 이동할 수 있습니다. 복제 포크의 통과는 이중 밴드 딸 분자의 형성을 지시하는 두 개의 단일 밴드 DNA 분자를 남깁니다.

헤어핀은 DNA 분자를 풀어주는 헬리 카제 효소의 작용 덕분에 앞으로 나아갈 수 있습니다. 이 효소는 염기쌍 사이의 수소 결합을 끊고 머리핀이 움직 이도록합니다.

종료

두 헤어핀이 원점에서 180 ° C에 있으면 복제가 완료됩니다.

이 경우 복제 과정이 박테리아에서 어떻게 흐르는 지에 대해 이야기하고 있으며 복제가 의미하는 원형 분자의 전체 비틀림 과정을 강조 할 필요가 있습니다. 토포 이소 메라 제는 분자의 풀림에 중요한 역할을합니다.

DNA 복제는 반 보존 적입니다.

DNA에서 복제가 어떻게 발생하는지 궁금한 적이 있습니까? 즉, 이중 나선에서 또 다른 이중 나선이 나타나야하지만 어떻게 발생합니까? 수년 동안 이것은 생물 학자들 사이에서 열린 질문이었습니다. 여러 개의 순열이있을 수 있습니다. 두 개의 이전 가닥을 함께 두 개의 새 가닥을 함께 또는 하나의 새 가닥과 하나의 이전 가닥으로 이중 나선을 형성 할 수 있습니다.

1957 년 매튜 메 셀슨 (Matthew Meselson)과 프랭클린 스탈 (Franklin Stahl)이이 질문에 답했습니다. 저자가 제안한 복제 모델은 반 보수적이었습니다.

Meselson과 Stahl은 복제의 결과가 두 개의 DNA 이중 나선 분자라고 주장했습니다. 생성 된 각 분자는 이전 가닥 (모체 또는 초기 분자에서 유래)과 새로 합성 된 새로운 가닥으로 구성됩니다.

극성의 문제

중합 효소는 어떻게 작동합니까?

DNA 나선은 역 평행하는 두 개의 사슬로 구성되어 있습니다. 하나는 5'-3 '방향으로, 다른 하나는 3'-5'로갑니다.

복제 과정에서 가장 두드러진 효소는 사슬에 추가 될 새로운 뉴클레오티드의 결합을 촉매하는 역할을하는 DNA 중합 효소입니다. DNA 중합 효소는 5'-3 '방향으로 만 사슬을 확장 할 수 있습니다. 이 사실은 복제 포크에서 체인의 동시 복제를 방해합니다.

왜? 뉴클레오타이드의 첨가는 하이드 록 실기 (-OH)가있는 자유 말단 3 '에서 발생합니다. 따라서, 3 '말단에 뉴클레오타이드의 말단 첨가에 의해 가닥 중 하나만이 쉽게 증폭 될 수있다. 이를 전도성 또는 연속 스트랜드라고합니다.

오카자키 샤드 생산

다른 가닥은 연장 될 수 없습니다. 자유 말단이 3이 아니라 5 '이고 중합 효소가 5'말단에 뉴클레오타이드의 첨가를 촉매하지 않기 때문입니다. 문제는 여러 개의 짧은 단편 (130 ~ 200 개 뉴클레오티드)의 합성으로 해결되며, 각 단편은 5 '에서 3'로의 정상적인 복제 방향입니다.

이러한 불연속적인 단편 합성은 DNA 리가 제에 의해 촉매되는 반응 인 각 부분의 결합으로 끝납니다. 이 메커니즘의 발견자인 오카자키 레이지 (Reiji Okazaki)를 기리기 위해 작은 합성 세그먼트를 오카자키 조각이라고합니다.

참고 문헌

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, AD, Lewis, J., Raff, M.,… & Walter, P. (2015). 필수 세포 생물학. 갈랜드 과학.
2. Cann, IK, & Ishino, Y. (1999). 고고 학적 DNA 복제 : 퍼즐을 풀기 위해 조각을 식별합니다. 유전학, 152 (4), 1249-67.
3. Cooper, GM 및 Hausman, RE (2004). 세포 : 분자 적 접근. Medicinska naklada.
4. Garcia-Diaz, M. 및 Bebenek, K. (2007). DNA 중합 효소의 여러 기능. 식물 과학의 비판적 리뷰, 26 (2), 105-122.
5. Lewin, B. (2008). 유전자 IX. Mc Graw-Hill Interamericana.
6. Shcherbakova, PV, Bebenek, K. 및 Kunkel, TA (2003). 진핵 DNA 중합 효소의 기능. 과학의 SAGE KE, 2003 (8), 3.
7. Steitz, TA (1999). DNA 중합 효소 : 구조적 다양성과 일반적인 메커니즘. 생화학 저널, 274 (25), 17395-17398.
8. Watson, JD (2006). 유전자의 분자 생물학. Panamerican Medical Ed.
9. Wu, S., Beard, WA, Pedersen, LG, Wilson, SH (2013). DNA 중합 효소 구조의 구조적 비교는 중합 효소 활성 부위에 대한 뉴클레오타이드 게이트웨이를 제안합니다. 화학 리뷰, 114 (5), 2759-74.