Kluczowa różnica – bańka replikacji a widełki replikacji
Bąbel replikacyjny i widełki replikacyjne to dwie struktury utworzone podczas replikacji DNA, a kluczową różnicą między bańką replikacyjną a widełkami replikacyjnymi jest to, że bańka replikacyjna jest otworem obecnym w nici DNA podczas inicjacji replikacji, podczas gdy widełki replikacyjne są struktury obecne w bańce replikacji, które oznaczają faktyczne wystąpienie replikacji.
W kontekście biologii molekularnej replikacja DNA to proces, w którym dwie identyczne kopie DNA są produkowane z cząsteczki DNA. Ten biologiczny proces jest podstawą ciągłości wszystkich form życia i biologicznego dziedziczenia. Replikacja DNA zachodzi we wszystkich żywych organizmach. Proces replikacji składa się z różnych technik, enzymów, związków biologicznych i struktur replikacyjnych, które są tworzone w celu zainicjowania replikacji i jej przetwarzania. Bąbel replikacyjny i widełki replikacyjne to takie struktury, które powstają podczas replikacji DNA. Zarówno bańka replikacyjna, jak i widełki replikacyjne są obecne u prokariontów i eukariontów.
Co to jest bańka replikacji?
Replikacja DNA to proces, w którym cząsteczka DNA replikuje się i tworzy swoją kopię. Bańka replikacyjna jest uważana za otwór, który jest obecny w nici DNA podczas inicjacji replikacji. Formowanie się pęcherzyków replikacyjnych różni się u prokariontów i eukariontów. Prokarionty zawierają pojedynczy bąbel replikacji, podczas gdy eukariota zawierają wiele bąbelków replikacji.
Bańka replikacyjna może rosnąć w dwóch kierunkach dzięki obecności widełek replikacyjnych. W każdej bańce replikacyjnej znajdują się dwa widełki replikacyjne. Jest to punkt podziału podwójnej helisy rodzicielskiego DNA. W kontekście organizmów eukariotycznych zawierają prawdziwe jądro. Eukariotyczne DNA jest liniowe. Z tego powodu replikacja zachodzi w wielu lokalizacjach, co skutkuje obecnością wielu bąbelków replikacji.
Funkcjonowanie bańki replikacyjnej zachodzi dzięki helikazie DNA enzymu, która rozrywa wiązania wodorowe obecne między zasadami azotowymi dwóch macierzystych nici DNA. Białka wiążące jednoniciowe są przyłączone do oddzielonych macierzystych nici DNA, aby zapobiec ponownemu tworzeniu się wiązań wodorowych.
Rysunek 01: Bąbelki replikacyjne eukariotycznego DNA
Zerwanie wiązań wodorowych między dwoma nićmi powoduje rozluźnienie podwójnej helisy, a także narastanie napięcia w dalszej części cząsteczki w wyniku rozwijania. Topoizomeraza enzymatyczna polega na zerwaniu wiązań fosfodiestrowych podwójnej helisy w dalszej części pęcherzyka replikacyjnego, co łagodzi napięcie w tych regionach poprzez natychmiastowe ponowne przyłączenie.
Co to jest widelec replikacji?
W kontekście cyklu komórkowego replikacja DNA zachodzi w fazie S. Proces rozpoczyna się od sekwencji DNA, które są predefiniowane i określane jako źródła replikacji. W tych regionach tworzą się pęcherzyki replikacyjne, które wyzwalają replikację DNA. Wspomniano wcześniej, że każda bańka replikacyjna zawiera dwa widełki replikacyjne. Kiedy replikacja DNA jest wyzwalana, białka replikacji organizują się w strukturę, która przypomina widelec z dwoma zębami. Ze względu na tworzenie takiej struktury określa się to mianem widełek replikacyjnych. Te białka replikacyjne koordynują cały proces replikacji DNA.
DNA helikaza rozwija dwuniciowy rodzicielski DNA na dwie pojedyncze nici poprzez zerwanie wiązań wodorowych łączących zasady azotowe dwóch nici. Dzieje się to przed widelcem replikacyjnym i tworzy jednoniciowy DNA.
Główne funkcje widełek replikacyjnych to rozwijanie DNA i synteza DNA. Syntezę DNA przez widełki replikacyjne uzyskuje się za pomocą enzymu polimerazy DNA. Polimeraza DNA łączy zasady DNA w prawidłowej sekwencji zgodnie z teorią komplementarnego parowania zasad.
Rysunek 02: Elementy widełek replikacji
Aby zapobiec zablokowaniu widełek replikacyjnych, istnieje specjalny kompleks białkowy znany jako kompleks ochronny widełek replikacyjnych. Główną funkcją tego kompleksu jest ponowna stabilizacja, jeśli widełki replikacyjne utkną z jakiegokolwiek powodu i obejmuje koordynację syntezy wiodących i opóźnionych nici, a także sygnalizację w punktach kontrolnych replikacji.
Jakie są podobieństwa między bańką replikacji a widelcem replikacji?
- Podczas replikacji DNA można zobaczyć zarówno bańkę replikacyjną, jak i widełki replikacyjne.
- Obie struktury są wspólne dla replikacji DNA prokariotycznego i eukariotycznego.
- Obie struktury pomagają i wyzwalają replikację DNA.
Jaka jest różnica między bańką replikacji a widelcem replikacji?
Bańka replikacji kontra widełki replikacji |
|
| Bańka replikacji jest definiowana jako otwór, który jest obecny w nici DNA podczas inicjacji replikacji. | Rozwidlenie replikacji jest definiowane jako struktury obecne w bańce replikacji, które oznaczają wystąpienie replikacji. |
| Replikacja prokariotyczna | |
| Tworzy się jedna bańka replikacji. | Utworzony zostaje jeden widelec replikacji. |
| Replikacja eukariotyczna | |
| Tworzy się wiele bąbelków replikacji. | Tworzy się wiele widełek replikacji. |
Podsumowanie – Bańka replikacji kontra widełki replikacji
Replikacja DNA to proces, w którym rodzicielska nić DNA daje dwie identyczne kopie siebie. Proces replikacji składa się z różnych elementów. Bańka replikacyjna to otwarcie nici DNA, w którym następuje inicjacja replikacji. U eukariontów występuje wiele pęcherzyków replikacyjnych, podczas gdy u prokariontów obecny jest tylko jeden pęcherzyk replikacyjny. Każda bańka replikacji zawiera dwa widełki replikacji. Widelec replikacyjny jest zdefiniowany jako zestaw białek replikacyjnych ostrzeganych w widełkach dwuczęściowych, które potwierdzają rozpoczęcie procesu replikacji. Kompleks ochrony widełek replikacyjnych jest obecny w celu ponownej stabilizacji, jeśli widełki replikacyjne utkną w martwym punkcie. Prokarionty zawierają pojedynczy kompleks widełek replikacyjnych, podczas gdy u eukariontów istnieje wiele liczb widełek. To jest różnica między dymkiem replikacyjnym a widelcem replikacyjnym.
