În genetica moleculară, procesele de sinteza ADN, ARN și proteine sunt împărțite în trei etape pentru comoditatea descrierii: inițiere, alungire și terminare. Aceste etape descriu diferite mecanisme pentru diferite molecule sintetizate, cu toate acestea, ele înseamnă întotdeauna începutul, cursul procesului și sfârșitul. Terminarea replicării este sfârșitul sintezei moleculelor de ADN.
Rolul biologic al încetării
Inițierea și terminarea sunt granițele inițiale și finale ale creșterii lanțului sintetizat, care se realizează în stadiul de alungire. Finalizarea procesului are loc de obicei acolo unde oportunitatea biologică a sintezei ulterioare se termină (de exemplu, la locul sfârșitului repliconului sau transcriptonului). În același timp, rezilierea îndeplinește 2 funcții importante:
- nu permite sintezei să depășească o anumită secțiune a lanțului matricei;
- lansează produsul biosintetic.
Astfel, de exemplu, în procesul de transcripție (sinteza ARN-ului pe baza unui șablon ADN), terminarea nu permite procesului să treacă granița unei anumite gene sau operon. LAîn caz contrar, conținutul semantic al ARN-ului mesager ar fi încălcat. În cazul sintezei ADN-ului, terminarea menține procesul într-un singur replicon.
Deci, terminarea este unul dintre mecanismele de menținere a izolării și ordinii biosintezei diferitelor secțiuni ale moleculelor matricei. În plus, eliberarea produsului îi permite acestuia din urmă să-și îndeplinească funcțiile și, de asemenea, readuce sistemul la starea inițială (detașarea complexelor enzimatice, refacerea structurii spațiale a matricei etc.).
Care este terminarea sintezei ADN
Sinteza ADN-ului are loc în timpul replicării, procesul de dublare a materialului genetic dintr-o celulă. În acest caz, ADN-ul original se desfășoară și fiecare dintre lanțurile sale servește ca șablon pentru unul nou (fiică). Ca rezultat, se formează două molecule de ADN cu drepturi depline în locul unei helix dublu catenar. Terminarea (sfârșitul) acestui proces la procariote și eucariote are loc diferit datorită unor diferențe între mecanismele de replicare a cromozomilor și nucleoizii celulelor fără nucleu.
Cum funcționează replicarea
Un întreg complex de proteine este implicat în replicare. Funcția principală este îndeplinită de enzima de sinteză, ADN polimeraza, care catalizează formarea de legături fosfodiester între nucleotidele lanțului în creștere (cele din urmă sunt selectate după principiul complementarității). Pentru a începe să funcționeze, ADN polimeraza necesită un primer - un primer care este sintetizat de primaza ADN.
Acest eveniment este precedat de desfășurarea ADN-ului și separarea lanțurilor sale,fiecare dintre ele servește drept matrice pentru sinteză. Deoarece acesta din urmă poate să apară numai de la capătul 5’ la capătul 3’, o componentă devine conducătoare (sinteza continuă în direcția înainte și continuu), iar ceal altă componentă rămâne în urmă (procesul se desfășoară în direcția opusă și în mod fragmentar).). Decalajul dintre fragmente este reparat ulterior de ADN ligază.
Desfășurarea dublei helix este realizată de enzima ADN helicaza. Acest proces formează o structură în formă de Y numită furca de replicare. Regiunile monocatenar rezultate sunt stabilizate de așa-numitele proteine SSB.
Terminarea este oprirea sintezei ADN, care are loc fie ca urmare a întâlnirii furcilor de replicare, fie atunci când se ajunge la sfârșitul cromozomului.
Mecanismul de terminare la procariote
Finalizarea replicării la procariote are loc în punctul corespunzător al genomului (locul de terminare) și este determinată de doi factori:
- întâlnire de furculiță de replicare;
- ter-site-uri.
Întâlnirea furcilor are loc dacă molecula de ADN are o formă circulară închisă, care este caracteristică majorității procariotelor. Ca rezultat al sintezei continue, capetele 3’ și 5’ ale fiecărui lanț sunt conectate. Pentru replicarea unidirecțională, punctul de potrivire este același cu locul de origine (OriC). În acest caz, lanțul sintetizat, așa cum spune, se învârte în jurul moleculei inelului, revenind la punctul de plecare și întâlnindu-se cu capătul 5’ al său. Cu replicarea bidirecțională (sinteza se desfășoară simultan în două direcții de la punctul OriC), întâlnireafurculițe și legătura capetelor are loc în mijlocul moleculei inelului.
Cuplarea inelelor este realizată de ADN ligază. Aceasta formează o structură numită catecan. Prin introducerea unei singure rupturi de catenă, ADN giraza rupe inelele și procesul de replicare este finalizat.
Ter-site-urile participă și ele la replicare. Sunt situate la 100 de perechi de baze dincolo de punctul în care se întâlnesc furcile. Aceste regiuni conțin o secvență scurtă (23 pb) de care se leagă produsul proteic al genei tus, blocând avansarea ulterioară a furcăturii de replicare.
Terminarea replicării în celula eucariotă
Și ultimul moment. La eucariote, un cromozom conține mai multe puncte de inițiere a replicării, iar terminarea are loc în două cazuri:
- când furcile care se mișcă în direcții opuse se ciocnesc;
- dacă se ajunge la sfârșitul cromozomului.
La sfârșitul procesului, moleculele de ADN separate se leagă de proteinele cromozomiale și sunt distribuite ordonat printre celulele fiice.
