W genetyce molekularnej procesy syntezy DNA, RNA i białek są podzielone na trzy etapy dla wygody opisu: inicjacja, elongacja i zakończenie. Te etapy opisują różne mechanizmy dla różnych syntetyzowanych cząsteczek, jednak zawsze oznaczają początek, przebieg procesu i koniec. Zakończenie replikacji to koniec syntezy cząsteczek DNA.
Biologiczna rola terminacji
Inicjacja i zakończenie to początkowe i końcowe granice wzrostu zsyntetyzowanego łańcucha, który odbywa się na etapie wydłużania. Zakończenie procesu zwykle następuje tam, gdzie kończy się biologiczna celowość dalszej syntezy (na przykład w miejscu końca replikonu lub transkrypcji). Jednocześnie wypowiedzenie spełnia 2 ważne funkcje:
- nie pozwala na wyjście syntezy poza określoną część łańcucha macierzy;
- uwalnia produkt biosyntetyczny.
Tak więc na przykład w procesie transkrypcji (synteza RNA na podstawie matrycy DNA) terminacja nie pozwala na przekroczenie granicy konkretnego genu lub operonu. Ww przeciwnym razie naruszona zostałaby zawartość semantyczna informacyjnego RNA. W przypadku syntezy DNA, terminacja utrzymuje proces w obrębie pojedynczego replikonu.
Tak więc terminacja jest jednym z mechanizmów utrzymywania izolacji i uporządkowania biosyntezy różnych odcinków cząsteczek macierzy. Ponadto uwolnienie produktu umożliwia temu ostatniemu pełnienie swoich funkcji, a także przywraca układ do stanu pierwotnego (oderwanie kompleksów enzymatycznych, przywrócenie struktury przestrzennej matrycy itp.).
Jak kończy się synteza DNA
Synteza DNA zachodzi podczas replikacji, procesu podwojenia materiału genetycznego w komórce. W tym przypadku oryginalne DNA rozwija się, a każdy z jego łańcuchów służy jako szablon dla nowego (córki). W rezultacie w miejsce jednej dwuniciowej helisy powstają dwie pełnoprawne cząsteczki DNA. Zakończenie (koniec) tego procesu u prokariontów i eukariontów przebiega inaczej ze względu na pewne różnice w mechanizmach replikacji chromosomów i nukleoidzie komórek pozbawionych jądra.
Jak działa replikacja
W replikacji zaangażowany jest cały kompleks białek. Główną funkcję pełni enzym syntezowy, polimeraza DNA, który katalizuje tworzenie wiązań fosfodiestrowych między nukleotydami rosnącego łańcucha (te ostatnie dobierane są zgodnie z zasadą komplementarności). Aby rozpocząć pracę, polimeraza DNA wymaga startera – startera, który jest syntetyzowany przez startera DNA.
To wydarzenie jest poprzedzone rozwinięciem DNA i rozdzieleniem jego łańcuchów,z których każdy służy jako matryca do syntezy. Ponieważ ta ostatnia może wystąpić tylko od końca 5' do końca 3', jedna nić staje się prowadząca (synteza postępuje w kierunku do przodu i w sposób ciągły), a druga pozostaje w tyle (proces odbywa się w przeciwnym kierunku i fragmentarycznie).). Przerwa między fragmentami jest następnie naprawiana przez ligazę DNA.
Rozwijanie podwójnej helisy jest wykonywane przez enzym helikazy DNA. Proces ten tworzy strukturę w kształcie litery Y, zwaną widelcem replikacyjnym. Powstałe jednoniciowe regiony są stabilizowane przez tak zwane białka SSB.
Zakończenie to zatrzymanie syntezy DNA, które następuje albo w wyniku spotkania widełek replikacyjnych, albo po osiągnięciu końca chromosomu.
Mechanizm zakończenia u prokariontów
Zakończenie replikacji u prokariontów następuje w odpowiednim punkcie genomu (miejsce terminacji) i jest określane przez dwa czynniki:
- spotkanie widelca replikacyjnego;
- ter-sites.
Spotkanie widelców ma miejsce, gdy cząsteczka DNA ma zamknięty okrągły kształt, co jest charakterystyczne dla większości prokariotów. W wyniku ciągłej syntezy końce 3' i 5' każdego łańcucha są połączone. W przypadku replikacji jednokierunkowej punkt dopasowania jest taki sam jak lokacja początkowa (OriC). W tym przypadku zsyntetyzowany łańcuch niejako okrąża cząsteczkę pierścienia, wracając do punktu początkowego i spotykając się z samym końcem 5'. Przy replikacji dwukierunkowej (synteza przebiega jednocześnie w dwóch kierunkach od punktu OriC), spotkanierozwidlenia i połączenie końców następuje w środku cząsteczki pierścienia.
Sprzęganie pierścieni jest wykonywane przez ligazę DNA. Tworzy to strukturę zwaną katekanem. Wprowadzając pęknięcie pojedynczej nici, gyraza DNA rozrywa pierścienie i proces replikacji jest zakończony.
Ter-witryny również biorą udział w replikacji. Znajdują się one 100 par zasad poza miejscem, w którym spotykają się widły. Regiony te zawierają krótką sekwencję (23 pz), z którą wiąże się produkt białkowy genu tus, blokując dalszy postęp widełek replikacyjnych.
Zakończenie replikacji w komórce eukariotycznej
I ostatnia chwila. U eukariontów jeden chromosom zawiera kilka punktów inicjacji replikacji, a zakończenie następuje w dwóch przypadkach:
- gdy widły poruszające się w przeciwnych kierunkach zderzają się;
- jeśli zostanie osiągnięty koniec chromosomu.
Pod koniec procesu oddzielone cząsteczki DNA wiążą się z białkami chromosomowymi i są uporządkowane w komórkach potomnych.
