[Film] Replikacja DNA - pytanie

[m24]

Dzień dobry, jestem laikiem ale interesuje mnie temat po zobaczeniu takich animacji:

Rozumiem, że one są w uproszczeniu bo pokazanie tego na poziomie atomów i wiązań mogłoby być zawiłe.

Wg. tych schematów z jednej helisy DNA powstają dwie na różne sposoby. Każda nowa helisa w połowie składa się ze starej. Jestem ciekawy ile cykli replikacji jest w stanie wytrzymać jeden łańcuch. Załóżmy, że mamy jakąś helisę która ulega rozwinięciu na łańcuchy 3'-5' (1) i 5'-3' (1).

W drodze replikacji do łańcucha 3'-5' (1) zostanie dobudowany nowy 5'-3' (2) a do 5'-3' (1) nowy 3'-5' (2). Cyfry w nawiasie określają pierwszeństwo powstania elementu.

Biorąc pod uwagę wiek łańcuchów z helisy o łańcuchach "1-1" powstaną helisy "1-2" i "2-1". Podczas kolejnej replikacji z helisy 1-2 powstaną helisy 1-3 i 3-2. Itd. wg. schematu:

1) [1-1]
2) [1-2] [2-1]
3) [1-3] [3-2] [2-3] [3-1]
4) [1-4] [4-3] [3-4] [4-2] [2-4] [4-3] [3-4] [4-1]

(nie mogłem dodać obrazka z uwagi na limit odnośników)

Tak więc w toku ontogenezy DNA nie tylko jest przepisywane na nowo ale też (w coraz mniejszym odsetku z wiekiem) organizm nadal zawiera dokładnie te same łańcuchy z którymi rozpoczął rozwój?

Jeżeli taki "pierwotny" łańcuch samorzutnie trafi do helisy w komórce rozrodczej, to może być przekazany kolejnemu osobnikowi gdzie dalej będzie służył za matryce?

Czy oprócz samorzutoności ("przypadku") coś jeszcze ogranicza trwanie takiego łańcucha w populacji? Czy zrządzeniem losu może on istnieć wielopokoleniowo? Czy w nas, nie tylko są kopie architektury genetycznej przodków ale w niewielkim odsetku dokładnie ta sama architektura z którą żyli oni?

[m24]

Tu obrazek żeby jaśniej przedstawić sprawę.

[kliop]

organizm nadal zawiera dokładnie te same łańcuchy z którymi rozpoczął rozwój?

Komórka ma zdolność do naprawiania jak się jakiś nukleotyd zestarzeje (uszkodzi)- wyrzuca uszkodzony i wstawia nowy Sądzę, że cały łańcuch nie wytrzyma ok. 80 lat w przypadku człowieka. Natomiast jakieś tam nukleotydy pewnie siedzą przez całe życie człowieka.

Jeżeli taki "pierwotny" łańcuch samorzutnie trafi do helisy w komórce rozrodczej, to może być przekazany kolejnemu osobnikowi gdzie dalej będzie służył za matryce?

Tak, ale raczej nie wytrzyma aż do wieku rozrodczego bez żadnego uszkodzenia.

Czy oprócz samorzutoności ("przypadku") coś jeszcze ogranicza trwanie takiego łańcucha w populacji? Czy zrządzeniem losu może on istnieć wielopokoleniowo? Czy w nas, nie tylko są kopie architektury genetycznej przodków ale w niewielkim odsetku dokładnie ta sama architektura z którą żyli oni?

Jak wyżej

[m24]

Dziękuję za odpowiedź. Budowa nowej helisy ciągiem wydaje się być bardziej niezawodna niż podstawianie fragmentów. Ewentualne błędy mają być poprawiane przez enzymy ale jestem ciekaw czy helisy budowane od 5' nie są przypadkiem bardziej zawodne podczas dalszego istnienia.

Zastanawia mnie też to czy 2 cząsteczki helikazy mogą "rozpiąć" helisę od dwóch stron. Tak aby replikacja obu nowych przebiegłą od 3'.

[kliop]

Budowa nowej helisy ciągiem wydaje się być bardziej niezawodna niż podstawianie fragmentów. Ewentualne błędy mają być poprawiane przez enzymy

Nie, nie, nie Chodziło mi, że w czasie trwania dwuniciowej helisy bez podziałów jak jakiś nukleotyd się uszkodzi np. promieniowaniem gamma to komórka ma zdolność naprawy tego Nie tylko w czasie replikacji, w niereplikującej helisie też może naprawiać.

czy helisy budowane od 5' nie są przypadkiem bardziej zawodne podczas dalszego istnienia

Nie wiem...

Zastanawia mnie też to czy 2 cząsteczki helikazy mogą "rozpiąć" helisę od dwóch stron.

Jedną cząsteczkę DNA rozdziela w czasie jednej replikacji wiele helikaz. Trudno mi określić przybliżoną liczbę... setki? tysiąc? na pewno nie jedna helikaza

[m24]

Nie, nie, nie Chodziło mi, że w czasie trwania dwuniciowej helisy bez podziałów jak jakiś nukleotyd się uszkodzi np. promieniowaniem gamma to komórka ma zdolność naprawy tego Nie tylko w czasie replikacji, w niereplikującej helisie też może naprawiać.

Ok jasne.

Zastanawia mnie też to czy 2 cząsteczki helikazy mogą "rozpiąć" helisę od dwóch stron.

Jedną cząsteczkę DNA rozdziela w czasie jednej replikacji wiele helikaz. Trudno mi określić przybliżoną liczbę... setki? tysiąc? na pewno nie jedna helikaza

Myślałem, że to jest jedna taka dużą cząsteczka enzymu która się przemieszcza po helisie rozpinając ją. Jeżeli jest ich więcej, to dziwne, że nie "rozpinają" tego "zamka" od obu jego końców.

[kliop]

Nie wiem, czy helikaza może zacząć od końca, raczej nie... Na pewno może złapać DNA w dowolnym punkcie oprócz końca i się przesuwać do momentu aż napotka kolejną helikazę albo trafi na koniec. I tak też się dzieje: setki helikaz rozpoczynają rozplatanie w dowolnych setkach punktów na helisie oprócz końców i się przesuwają do momentu spotkania innej helikazy albo końca helisy, setki helikaz jednocześnie Gdyby była tylko jedna helikaza lub dwie, rozplatanie trwałoby zdecydowanie za długo.