A molekuláris genetikában a DNS-, az RNS- és a fehérjeszintézis folyamatait a könnyebb leírás érdekében három szakaszra osztják: iniciáció, megnyúlás és termináció. Ezek a szakaszok a különböző szintetizált molekulák különböző mechanizmusait írják le, azonban mindig a folyamat kezdetét, lefolyását és végét jelentik. A replikáció befejeződése a DNS-molekulák szintézisének vége.
A befejezés biológiai szerepe
Az iniciáció és a befejezés a szintetizált lánc növekedésének kezdeti és végső határa, amely a megnyúlás szakaszában történik. A folyamat befejeződése általában ott következik be, ahol a további szintézis biológiai célszerűsége véget ér (például a replikon vagy transzkripció végének helyén). Ugyanakkor a lezárás 2 fontos funkciót lát el:
- nem engedi, hogy a szintézis túllépjen a mátrixlánc egy meghatározott szakaszán;
- kiadja a bioszintetikus terméket.
Így például a transzkripció folyamatában (RNS szintézise DNS-templát alapján) a termináció nem teszi lehetővé, hogy a folyamat átlépje egy adott gén vagy operon határát. NÁL NÉLellenkező esetben a hírvivő RNS szemantikai tartalma sérülne. DNS-szintézis esetén a termináció egyetlen replikonon belül tartja a folyamatot.
Tehát a termináció az egyik mechanizmus a mátrixmolekulák különböző szakaszai bioszintézise izoláltságának és rendezettségének fenntartásához. Ráadásul a termék kibocsátása lehetővé teszi, hogy ez utóbbi elláthassa funkcióit, és a rendszert is visszaállítja eredeti állapotába (enzimkomplexek leválása, a mátrix térszerkezetének helyreállítása stb.).
Mi a DNS-szintézis befejeződése
A DNS-szintézis a replikáció során megy végbe, vagyis a sejtben lévő genetikai anyag megkettőzésének folyamata során. Ebben az esetben az eredeti DNS feltekercselődik, és mindegyik lánca sablonként szolgál egy új (leány)hoz. Ennek eredményeként egy kétszálú hélix helyett két teljes értékű DNS-molekula képződik. Ennek a folyamatnak a leállása (vége) a prokariótákban és az eukariótákban eltérően megy végbe a kromoszóma-replikáció mechanizmusaiban és a magmentes sejtek nukleoidjaiban mutatkozó eltérések miatt.
A replikáció működése
A replikációban fehérjék egész komplexe vesz részt. A fő funkciót a szintézis enzim, a DNS-polimeráz látja el, amely katalizálja a foszfodiészter kötések kialakulását a növekvő lánc nukleotidjai között (ez utóbbiakat a komplementaritás elve alapján választjuk ki). A DNS-polimeráz működésének megkezdéséhez primerre van szükség – egy olyan primerre, amelyet a DNS-primáz szintetizál.
Ezt az eseményt a DNS feloldása és láncainak szétválása előzi meg,amelyek mindegyike a szintézis mátrixaként szolgál. Mivel ez utóbbi csak az 5'-től a 3'-végig fordulhat elő, az egyik szál vezetővé válik (a szintézis előrefelé és folyamatosan megy végbe), a másik szál pedig lemarad (a folyamat ellentétes irányban és töredékesen megy végbe).). A fragmentumok közötti rést ezt követően DNS-ligáz javítja.
A kettős hélix feltekercselését a DNS-helikáz enzim végzi. Ez a folyamat egy Y alakú struktúrát hoz létre, amelyet replikációs villának neveznek. Az így létrejövő egyszálú régiókat az úgynevezett SSB fehérjék stabilizálják.
A termináció a DNS-szintézis leállása, amely vagy a replikációs villák találkozása következtében, vagy a kromoszóma végének elérésekor következik be.
A leállás mechanizmusa prokariótákban
A prokariótákban a replikáció befejeződése a genom megfelelő pontján (terminációs helyen) történik, és két tényező határozza meg:
- replikációs villa találkozó;
- ter-sites.
A villák találkozása akkor következik be, ha a DNS-molekula zárt kör alakú, ami a legtöbb prokarióta jellemzője. A folyamatos szintézis eredményeként az egyes láncok 3' és 5' végei összekapcsolódnak. Egyirányú replikáció esetén az egyezési pont megegyezik a származási hellyel (OriC). Ebben az esetben a szintetizált lánc mintegy megkerüli a gyűrűmolekulát, visszatér a kiindulási ponthoz, és találkozik önmaga 5'-végével. Kétirányú replikációval (a szintézis egyszerre két irányban megy végbe az OriC ponttól) a találkozásvillák és a végek összekapcsolása a gyűrűmolekula közepén történik.
A gyűrűk összekapcsolását DNS-ligáz végzi. Ez egy katekán nevű szerkezetet alkot. Egyszál-törés bevezetésével a DNS-giráz széttöri a gyűrűket, és a replikációs folyamat befejeződik.
A ter-helyek is részt vesznek a replikációban. 100 bázispárral a villák találkozási pontja mögött helyezkednek el. Ezek a régiók egy rövid szekvenciát (23 bp) tartalmaznak, amelyhez a tus gén fehérjeterméke kötődik, blokkolva a replikációs villa további előrehaladását.
Replikáció befejezése eukarióta sejtben
És az utolsó pillanat. Az eukariótákban egy kromoszóma több replikációs iniciációs pontot tartalmaz, és a termináció két esetben következik be:
- ha az ellenkező irányba mozgó villák ütköznek;
- ha elértük a kromoszóma végét.
A folyamat végén az elválasztott DNS-molekulák kromoszómafehérjékhez kötődnek, és rendezetten oszlanak el a leánysejtek között.
