Replikation
För att en cell ska kunna dela sig måste den förse sina dotterceller med samma information som den har själv. För att möjliggöra detta behövs en process som kallas replikation, där DNA-molekylen kopieras. Processen påminner till stor del om transkription, där RNA-molekylen kopieras.
DNA har två uppgifter
- lagra information och överföra information
- styra en enskild cells livsprocesser (och i gengäld organismen)
Replikation syftar till processen där informationen DNA lagrar kopieras och överförs.
För att informationen DNA bär på ska kunna föras vidare vid celldelning måste DNA kopieras. Detta kallas replikation.
Replikation sker innan cellen delar sig, så att varje dottercell får en komplett uppsättning DNA.
Separation av DNA
För att kunna kopiera DNA-molekylen måste dubbelhelixen separeras.
Repetition: DNA består av två nukleotidkedjor som sitter ihop genom vätebindningar mellan deras kvävebaspar.
Separationen sker med hjälp av ett enzym, helikas. Ett annat protein (SSB) hjälper sedan till att hålla isär kedjorna.
Tillverkning av nya kedjor
Ett annat enzym, DNA-polymeras, bygger sedan upp en ny nukleotidkedja som är komplementär till den ursprungliga kedjan.
Likheter:
- Båda läser DNA som mall
- Båda bygger nukleotidkedjor
- Båda följer basparningsreglerna
Skillnader:
- DNA-polymeras bygger DNA, RNA-polymeras bygger RNA
- DNA-polymeras kopierar hela DNA-molekylen, RNA-polymeras kopierar bara enskilda gener
Semikonservativ replikation
Eftersom det finns två nukleotidkedjor i en DNA-molekyl skapas alltså två kopior.
Varje ny DNA-molekyl består av:
- En ursprunglig (bevarad) kedja från originalet
- En nysyntetiserad kedja som DNA-polymeras byggt
Detta kallas semikonservativ replikation (semi = halv, konservativ = bevarad).
När cellen delar sig får varje dottercell en DNA-molekyl som innehåller en kedja från “föräldern”. Detta säkerställer att informationen bevaras korrekt.
Leading och lagging strand
DNA-polymeras kan bara bygga i en riktning. Detta skapar en utmaning när båda kedjorna ska kopieras samtidigt.
Leading strand (ledande kedja)
Den ena kedjan kan kopieras kontinuerligt i samma riktning som helixet öppnas. DNA-polymeras kan jobba ostört längs hela kedjan.
Lagging strand (eftersläpande kedja)
Den andra kedjan måste kopieras diskontinuerligt i korta segment. Detta beror på att DNA-polymeras måste jobba “baklänges” i förhållande till hur helixet öppnas. Segmenten sys sedan ihop av andra enzymer.
DNA:s struktur gör att de två kedjorna pekar åt olika håll. Eftersom DNA-polymeras bara kan bygga åt ett håll måste den ena kedjan kopieras i “etapper”.
Tänk på det som att läsa en bok: Du kan bara läsa från vänster till höger. Om texten är skriven åt andra hållet måste du läsa den i små bitar och sedan sätta ihop dem - precis som lagging strand!
Replikation och celldelning
När replikationen är klar har cellen dubbelt så mycket DNA - precis vad som behövs för celldelning.
Replikationen är ett mycket viktigt första steg för kunna påbörja nästa steg: celldelningen. Utan replikationen hade inte informationen som varje DNA-molekyl bär på kunnat bevarats och hållas densamma inom alla en organisms celler.
- Helikas separerar DNA-kedjorna
- DNA-polymeras bygger nya komplementära kedjor
- Den ena kedjan kopieras kontinuerligt (leading strand)
- Den andra kedjan kopieras i segment (lagging strand)
- Två identiska DNA-molekyler skapas (semikonservativ replikation)
- Varje ny molekyl består av en gammal + en ny kedja
- Cellen har nu dubbelt så mycket DNA och är redo för celldelning
