fine

Il fine è la fase finale della replicazione del DNA. È preceduto da iniziazione e allungamento. Una cessazione anticipata della replicazione può provocare l'espressione di proteine ​​accorciate e quindi una mutazione.

Qual è la risoluzione?

Durante la replicazione o la riduplicazione, il DNA portatore di informazioni genetiche viene moltiplicato nelle singole cellule. La duplicazione avviene secondo il principio semi-conservativo e solitamente porta ad un'esatta duplicazione dell'informazione genetica. La replicazione viene attivata durante la fase di sintesi, prima della fase di mitosi, e quindi avviene prima che il nucleo cellulare si divida.

All'inizio della replicazione, il doppio filamento di DNA viene separato in singoli filamenti, sui quali si formano nuovi filamenti complementari. Ogni filamento di DNA è determinato dalla sequenza di basi del filamento opposto. La replicazione del DNA avviene in più fasi. La risoluzione è la terza e quindi ultima fase della replica. La conclusione è preceduta da iniziazione e allungamento.

Un termine sinonimo per l'espressione di risoluzione in questo contesto è la designazione Fase di risoluzione. Risoluzione qui significa "interruzione" o "risoluzione". Durante la terminazione, il filamento di mRNA appena formato si stacca dal DNA effettivo. Il lavoro della DNA polimerasi sta lentamente volgendo al termine. La cessazione della replicazione del DNA non deve essere confusa con la cessazione della replicazione dell'RNA.

Funzione e compito

Nella fase di replicazione dell'iniziazione, è principalmente la regolazione della replica che ha luogo. Viene determinato il punto di partenza della replicazione e ha luogo il cosiddetto priming. Dopo l'inizio, inizia la polimerizzazione, durante la quale viene attraversata la fase di allungamento. L'enzima DNA polimerasi separa i filamenti complementari del DNA in singoli filamenti e legge le basi dei singoli filamenti uno dopo l'altro. In questa fase avviene il raddoppio semi discontinuo, che prevede un'altra fase di adescamento.

Solo dopo l'inizio e l'allungamento segue la fase di terminazione all'interno della replicazione. La conclusione differisce da forma di vita a forma di vita. Negli eucarioti come gli umani, il DNA è strutturato in un anello. Include anche sequenze di terminazione che corrispondono a due sequenze diverse, ciascuna delle quali è rilevante per un fork di replica.

La risoluzione di solito non è attivata da meccanismi speciali. Non appena due fork di replicazione funzionano insieme o il DNA finisce, la replicazione viene automaticamente terminata a questo punto. La replica viene terminata in un meccanismo automatico.

Le sequenze di terminazione sono elementi di controllo. Garantiscono che la fase di replica arrivi a un punto finale specifico in modo controllato nonostante le diverse velocità di replica nei due fork di replica. Tutti i siti di terminazione corrispondono ai siti di legame per la proteina Tus, la "sostanza che utilizza il terminale". Questa proteina blocca l'elicasi replicativa DnaB e quindi arresta la replicazione.

Negli eucarioti, i fili dell'anello replicati rimangono collegati tra loro anche dopo la replicazione. Il collegamento corrisponde al punto terminale. Solo dopo la divisione cellulare vengono separati da vari processi e possono quindi essere divisi. La connessione che rimane fino a dopo la divisione cellulare sembra giocare un ruolo nella distribuzione controllata.

Ci sono due meccanismi principali che giocano un ruolo nella separazione finale degli anelli di DNA. Enzimi come la topoisomerasi di tipo I e di tipo II sono coinvolti nella separazione. Infine, una proteina ausiliaria riconosce il codone di stop durante la terminazione. Ciò causa la caduta del polipeptide dal ribosoma, poiché non è disponibile t-RNA con un anticodone adatto per il codone di stop. Il ribosoma alla fine si scompone nelle sue due subunità.

Malattie e disturbi

Tutti i processi per la duplicazione del materiale genetico nel senso di replicazione sono complicati e richiedono un elevato dispendio di sostanze ed energia all'interno della cellula. Per questo motivo, possono verificarsi facilmente errori di replica spontanei. Se il genoma cambia spontaneamente o indotto dall'esterno, si parla di mutazioni.

Gli errori di replica possono portare a basi mancanti, essere associati a basi modificate o essere dovuti a un accoppiamento di basi errato. Inoltre, la delezione e l'inserimento di uno o più nucleotidi all'interno dei due filamenti di DNA possono portare a errori di replicazione. Lo stesso vale per i dimeri della pirimidina, le rotture dei filamenti e gli errori di reticolazione nei filamenti di DNA.

Sono disponibili meccanismi di riparazione separati in caso di errore di replica. Molti degli errori menzionati vengono corretti il ​​più possibile dalla DNA polimerasi. La precisione della replica è relativamente alta. Il tasso di errore è solo un errore per nucleotide, dovuto a diversi sistemi di controllo.

Ad esempio, un meccanismo di controllo delle cellule eucariotiche è noto come decadimento dell'mRNA mediato senza senso, che può riconoscere codoni di stop indesiderati all'interno dell'mRNA e quindi impedire alle proteine ​​accorciate di trovare espressione.

I codoni di arresto prematuri nell'mRNA sono dovuti a mutazioni geniche. Le cosiddette mutazioni senza senso o splicing alternativo e difettoso possono provocare proteine ​​accorciate che sono influenzate da perdite funzionali. I meccanismi di controllo non possono sempre correggere gli errori.

La malattia ereditaria autosomica recessiva β-talassemia si presenta in tre diverse forme: la prima è la talassemia omozigote, una malattia grave causata dalla tua mutazione senza senso. La talassemia eterozigote è una malattia più lieve in cui le mutazioni senza senso si trovano solo in una singola copia del gene della β-globina. Attraverso il meccanismo del decadimento dell'mRNA mediato da sciocchezze, l'mRNA del gene difettoso può essere scomposto a tal punto che vengono espressi solo geni sani.

Nella talassemia eterozigote e quindi nella forma moderata della malattia, la mutazione senza senso è nell'ultimo esone di mRNA, quindi i meccanismi di controllo non vengono attivati. Per questo motivo, oltre alla sana β-globina, si forma anche la β-globina accorciata.Gli eritrociti con la β-globina difettosa muoiono.

Un altro esempio di fallimento del meccanismo di controllo è la distrofia muscolare di Duchenne, anch'essa dovuta a una mutazione senza senso nell'mRNA. In questo caso, il meccanismo di controllo scompone l'mRNA, ma provoca quindi una perdita totale della cosiddetta proteina distrofina.