Ključna razlika – replikacijski mehurček v primerjavi z replikacijskimi vilicami
Replikacijski mehurček in replikacijske vilice sta dve strukturi, ki nastaneta med replikacijo DNK, in ključna razlika med replikacijskim mehurčkom in replikacijskimi vilicami je, da je replikacijski mehurček odprtina, ki je prisotna v verigi DNK med začetkom replikacije, medtem ko so replikacijske vilice strukture, prisotne v mehurčku podvajanja, ki označujejo dejanski pojav podvajanja.
V kontekstu molekularne biologije je replikacija DNK proces, pri katerem iz molekule DNK nastaneta dve enaki kopiji DNK. Ta biološki proces je osnova kontinuitete vseh življenjskih oblik in biološkega dedovanja. Replikacija DNK poteka v vseh živih organizmih. Proces replikacije je sestavljen iz različnih tehnik, encimov, bioloških spojin in replikacijskih struktur, ki se vzpostavijo za začetek replikacije in njeno obdelavo. Replikacijski mehurček in replikacijske vilice so takšne strukture, ki nastanejo med replikacijo DNK. Replikacijski mehurček in replikacijske vilice sta prisotni pri prokariontih in evkariontih.
Kaj je Replication Bubble?
Podvajanje DNK je proces, pri katerem se molekula DNK podvoji in naredi kopijo same sebe. Replikacijski mehurček velja za odprtino, ki je prisotna v verigi DNK med začetkom replikacije. Tvorba replikacijskih mehurčkov se razlikuje pri prokariontih in evkariontih. Prokarionti vsebujejo en replikacijski mehurček, medtem ko evkarionti vsebujejo več replikacijskih mehurčkov.
Replikacijski mehurček lahko zaradi prisotnosti replikacijskih vilic raste v dveh smereh. V vsakem replikacijskem mehurčku sta dve replikacijski vilici. To je točka, kjer se starševska dvojna vijačnica DNK razcepi. V kontekstu evkariontskih organizmov vsebujejo pravo jedro. Evkariontska DNK je linearna. Zaradi tega razloga pride do replikacije na več lokacijah, kar ima za posledico prisotnost več mehurčkov replikacije.
Delovanje replikacijskega mehurčka poteka z encimom DNA helikaza, ki prekine vodikove vezi, prisotne med dušikovimi bazami obeh starševskih verig DNK. Enoverižni vezavni proteini so pritrjeni na ločene starševske DNA verige, da preprečijo preoblikovanje vodikovih vezi.
Slika 01: Replikacijski mehurčki evkariontske DNA
Pretrganje vodikovih vezi med obema verigama povzroči sprostitev dvojne vijačnice in tudi nastanek napetosti nižje po molekuli zaradi odvijanja. Encim topoizomeraza sodeluje pri pretrganju fosfodiestrskih povezav dvojne vijačnice nižje od replikacijskega mehurčka, kar razbremeni napetost v teh regijah s takojšnjo ponovno pritrditvijo.
Kaj je replikacijska vilica?
V kontekstu celičnega cikla pride do replikacije DNK v fazi S. Postopek se začne z zaporedji DNK, ki so vnaprej definirana in se imenujejo izvori replikacije. Na teh območjih se oblikujejo replikacijski mehurčki, ki sprožijo replikacijo DNA. Prej je bilo omenjeno, da vsak replikacijski mehurček vsebuje dve replikacijski vilici. Ko se sproži replikacija DNA, se replikacijski proteini organizirajo v strukturo, ki spominja na dvokrake vilice. Zaradi oblikovanja takšne strukture se to imenuje replikacijska vilica. Ti replikacijski proteini usklajujejo celoten proces replikacije DNA.
DNA helikaza odvije dvoverižno starševsko DNA v dve enojni verigi tako, da prekine vodikove vezi, ki povezujejo dušikove baze obeh verig. To se zgodi pred replikacijskimi vilicami in ustvari enoverižno DNA.
Glavni funkciji replikacijskih vilic sta odvijanje DNK in sinteza DNK. Sintezo DNA z replikacijskimi vilicami dosežemo z encimom DNA polimerazo. DNK polimeraza poveže DNK baze v pravilnem zaporedju v skladu s komplementarno teorijo parjenja baz.
Slika 02: Komponente replikacijske vilice
Da preprečimo zaustavitev replikacijskih vilic, obstaja poseben proteinski kompleks, znan kot zaščitni kompleks replikacijskih vilic. Glavna funkcija tega kompleksa je ponovna stabilizacija, če je replikacijska vilica zastala zaradi kakršnega koli razloga, in vključuje usklajevanje sinteze vodilnih in zaostalih pramenov ter tudi signalizacijo replikacijske kontrolne točke.
Kakšne so podobnosti med replikacijskim mehurčkom in replikacijskimi vilicami?
- Med replikacijo DNK je mogoče videti tako replikacijski mehurček kot replikacijske vilice.
- Obe strukturi sta skupni tako prokariontski kot evkariontski replikaciji DNK.
- Obe strukturi pomagata in sprožita replikacijo DNK.
Kakšna je razlika med replikacijskim mehurčkom in replikacijskimi vilicami?
Replikacijski mehurček v primerjavi z replikacijskimi vilicami |
|
| Replikacijski mehurček je definiran kot odprtina, ki je prisotna v verigi DNK med začetkom replikacije. | Vilice podvajanja so definirane kot strukture, ki so prisotne v oblačku podvajanja, ki označuje pojav podvajanja. |
| Prokariontska replikacija | |
| Nastane en replikacijski mehurček. | Ustvarjena je ena replikacijska vilica. |
| Evkariontska replikacija | |
| Nastane več replikacijskih mehurčkov. | Ustvarjenih je več replikacijskih vilic. |
Povzetek – replikacijski mehurček v primerjavi z replikacijskimi vilicami
Podvajanje DNK je proces, pri katerem starševska veriga DNK ustvari dve enaki kopiji same sebe. Proces replikacije je sestavljen iz različnih komponent. Replikacijski mehurček je odprtina verige DNK, kjer se začne replikacija. Pri evkariontih je prisotnih več replikacijskih mehurčkov, medtem ko je pri prokariontih prisoten samo en replikacijski mehurček. Vsak replikacijski mehurček vsebuje dve replikacijski vilici. Replikacijske vilice so opredeljene kot niz replikacijskih proteinov, opozorjenih v dvokrakih vilicah, ki potrjujejo začetek procesa replikacije. Zaščitni kompleks replikacijskih vilic je prisoten za ponovno stabilizacijo, če se replikacijske vilice ustavijo. Prokarionti vsebujejo en kompleks replikacijskih vilic, medtem ko je pri evkariontih več števil vilic. To je razlika med replikacijskim mehurčkom in replikacijskimi vilicami.
