Репликация ДНК
🌿 Биология · 10 класс
Репликация ДНК
Репликация — это процесс самоудвоения молекулы ДНК, в результате которого из одной двойной спирали образуются две идентичные дочерние. Репликация лежит в основе передачи наследственной информации при делении клетки: перед митозом каждая молекула ДНК должна быть точно скопирована.
Полуконсервативный механизм
Удвоение идёт по полуконсервативному принципу: каждая из двух дочерних молекул содержит одну старую (материнскую) цепь и одну вновь синтезированную. Сначала специальные ферменты разрывают водородные связи, и двойная спираль расплетается на две одиночные цепи, каждая из которых служит матрицей.
Ход репликации
На каждой материнской цепи по принципу комплементарности достраивается новая. Сборку ведёт фермент ДНК-полимераза, присоединяя нуклеотиды строго напротив: к аденину — тимин, к гуанину — цитозин.
матрица: А Т Г Ц А Т
новая: Т А Ц Г Т А
| Этап | Что происходит |
|---|---|
| Расплетание | разрыв водородных связей, образование двух цепей |
| Достраивание | ДНК-полимераза подбирает комплементарные нуклеотиды |
| Соединение | сшивание нуклеотидов в непрерывную цепь |
Когда происходит репликация
Удвоение ДНК идёт в синтетический (S) период интерфазы — той части жизненного цикла клетки, которая предшествует делению. До репликации каждая хромосома состоит из одной молекулы ДНК, после неё — из двух одинаковых, соединённых в центромере сестринских хроматид. Именно поэтому перед митозом удваивается весь генетический материал, чтобы две дочерние клетки получили его поровну.
Значение репликации
Благодаря репликации обе дочерние клетки после деления получают полный и одинаковый набор наследственной информации. Точность копирования очень высока: специальные ферменты проверяют и исправляют большинство ошибок (репарация). Тем не менее редкие неисправленные ошибки сохраняются — они становятся источником генных мутаций и материала для естественного отбора и эволюции. Так репликация обеспечивает и постоянство наследственности, и её небольшую изменчивость.
Антипараллельность цепей
Две цепи ДНК направлены навстречу друг другу (антипараллельны). Поскольку ДНК-полимераза способна наращивать цепь только в одном направлении, одна новая цепь собирается непрерывно, а вторая — отдельными короткими участками, которые затем сшиваются вместе. Это усложняет процесс, но обеспечивает точное копирование обеих цепей.
Частые ошибки. Не путайте репликацию (удвоение ДНК) с транскрипцией (синтез РНК на ДНК). При репликации образуются две молекулы ДНК, при транскрипции — молекула РНК. Репликация происходит в синтетический период интерфазы, до начала митоза, а не во время самого деления.
Кратко о главном
- Репликация — самоудвоение ДНК перед делением клетки.
- Механизм полуконсервативный: одна цепь старая, одна новая.
- Достраивание ведёт ДНК-полимераза по принципу комплементарности.
- Обеспечивает точную передачу наследственной информации.