DNA-deling. Replikation i biologi er en vigtig molekylær proces af kropsceller

Nukleinsyrer spiller en vigtig rolle i at sikre den vitale aktivitet af celler i levende organismer. En vigtig repræsentant for denne gruppe af organiske forbindelser er DNA, som bærer al den genetiske information og er ansvarlig for manifestationen af de nødvendige egenskaber.

Hvad er replikation?

Når celler deler sig, skal de øge mængden af nukleinsyrer i kernen for at forhindre tab af genetisk information under processen. I biologi er replikation duplikering af DNA ved at syntetisere nye strenge.

Hovedformålet med denne proces er at overføre genetisk information til datterceller uændret uden nogen mutationer.

Replikationsenzymer og proteiner

Duplikationen af et DNA-molekyle kan sammenlignes med enhver metabolisk proces i en celle, der kræver de tilsvarende proteiner. Da replikation i biologi er en vigtig komponent i celledeling, er mange hjælpepeptider involveret her.

DNA-polymerase er det vigtigste redupliceringsenzym, som er ansvarlig for syntesen af datterkæden I cellens cytoplasma, under replikationsprocessen, kræves tilstedeværelsen af nukleintrifosfater, som bringer alle nukleinbaserne.

Disse baser er monomerer af nukleinsyre, så hele kæden af molekylet er bygget af dem. DNA-polymerase er ansvarlig for samlingsprocessen i den rigtige rækkefølge, ellers er udseendet af alle slags mutationer uundgåeligt.

Primase er et protein, der er ansvarlig for dannelsen af en primer på template DNA-strengen. Denne primer kaldes også en primer, den har for enzymet DNA-polymerase tilstedeværelsen af initiale monomerer, hvorfra yderligere syntese af hele polynukleotidkæden er mulig. Denne funktion udføres af primeren og dens tilsvarende enzym.
Helicase (helicase) danner en replikationsgaffel, som er divergensen af skabelonstrenge ved at bryde hydrogenbindinger. Dette gør det lettere for polymeraser at nærme sig molekylet og begynde syntese.
Topoisomerase. Hvis man forestiller sig et DNA-molekyle som et snoet reb, vil der, efterhånden som polymerasen bevæger sig langs kæden, dannes en positiv spænding på grund af det stærke sno. Dette problem løses af topoisomerase, et enzym, der kortvarigt bryder kæden og folder hele molekylet ud. Hvorefter det beskadigede område sys sammen igen, og DNA'et oplever ikke spændinger.
Ssb-proteiner, som klynger, binder sig til DNA-strenge ved replikationsgaffelen for at forhindre gendannelse af hydrogenbindinger før afslutningen af reduplikationsprocessen.
Ligaza. består af at sy Okazaki-fragmenter sammen på den efterslæbende streng af et DNA-molekyle. Dette sker ved at skære primerne ud og indsætte native deoxyribonukleinsyremonomerer i deres sted.

I biologi er replikation en kompleks flertrinsproces, der er ekstremt vigtig under celledeling. Derfor er brugen af forskellige proteiner og enzymer nødvendig for effektiv og korrekt syntese.

Redupliceringsmekanisme

Der er 3 teorier, der forklarer processen med DNA-duplikation:

Konservativ anfører, at et datter-nukleinsyremolekyle er af skabelonkarakter, og det andet er fuldstændigt syntetiseret fra bunden.
Semi-konservativ blev foreslået af Watson og Crick og bekræftet i 1957 i eksperimenter på E. Coli. Denne teori siger, at begge datter-DNA-molekyler har en gammel streng og en nysyntetiseret.
Den dispersive mekanisme er baseret på teorien om, at dattermolekyler har alternerende områder langs hele deres længde, bestående af både gamle og nye monomerer.

Nu er en semi-konservativ model blevet videnskabeligt bevist. Hvad er replikation på molekylært niveau? For det første bryder helicase DNA-molekylets hydrogenbindinger og åbner derved begge strenge for polymeraseenzymet. Sidstnævnte, efter dannelsen af frøene, begynder syntesen af nye kæder i 5'-3' retningen.

Den antiparallelle egenskab af DNA er hovedårsagen til dannelsen af ledende og efterslæbende strenge. På den ledende streng bevæger DNA-polymerase sig kontinuerligt, og på den efterslæbende streng danner den Okazaki-fragmenter, som i fremtiden vil blive forbundet ved hjælp af ligase.

Replikeringsfunktioner

Hvor mange DNA-molekyler er der i kernen efter replikation? Selve processen involverer en fordobling af cellens genetiske sammensætning, så i den syntetiske periode med mitose har det diploide sæt dobbelt så mange DNA-molekyler. Denne post er normalt markeret med 2n 4c.

Ud over den biologiske betydning af replikation har videnskabsmænd fundet anvendelse af processen inden for forskellige områder af medicin og videnskab. Hvis i biologi replikation er fordobling af DNA, så under laboratorieforhold bruges reproduktionen af nukleinsyremolekyler til at skabe flere tusinde kopier.

Denne metode kaldes polymerasekædereaktion (PCR). Mekanismen for denne proces ligner replikation in vivo, derfor anvendes lignende enzymer og buffersystemer til dens forekomst.

konklusioner

Replikation har vigtig biologisk betydning for levende organismer. Transmission under celledeling er ikke fuldstændig uden fordobling af DNA-molekyler, så enzymernes koordinerede arbejde er vigtigt i alle stadier.

DNA replikation- synteseprocessen af et dattermolekyle af deoxyribonukleinsyre på matrixen af moder-DNA-molekylet. Under den efterfølgende deling af modercellen modtager hver dattercelle en kopi af et DNA-molekyle, der er identisk med den oprindelige modercelles DNA. Denne proces sikrer, at genetisk information videregives nøjagtigt fra generation til generation. DNA-replikation udføres af et komplekst enzymkompleks bestående af 15-20 forskellige proteiner, kaldet replisome

Studiets historie

Hvert DNA-molekyle består af en streng af det oprindelige modermolekyle og en nysyntetiseret streng. Denne replikationsmekanisme kaldes semi-konservativ. I øjeblikket anses denne mekanisme for bevist takket være forsøgene fra Matthew Meselson og Franklin Stahl (1958). Tidligere var der to andre modeller: "konservativ" - som et resultat af replikation dannes et DNA-molekyle, der kun består af forældrekæder, og et, der kun består af datterkæder; "dispersiv" - alle DNA-molekyler, der er et resultat af replikation, består af kæder, hvoraf nogle sektioner er nysyntetiseret, mens andre er taget fra moder-DNA-molekylet.

Generelle synspunkter

DNA-replikation er en nøglebegivenhed under celledeling. Det er vigtigt, at DNA'et på delingstidspunktet er blevet replikeret fuldstændigt og kun én gang. Dette sikres af visse mekanismer, der regulerer DNA-replikation. Replikation foregår i tre faser:

replikationsinitiering

forlængelse

afbrydelse af replikation.

Replikationsregulering forekommer hovedsageligt på initieringsstadiet. Dette er ret nemt at implementere, fordi replikation ikke kan begynde fra en hvilken som helst DNA-sektion, men fra en strengt defineret, kaldet replikationsinitieringsstedet. Der kan enten være et eller mange sådanne steder i genomet. Tæt forbundet med begrebet replikationsinitieringssted er konceptet replikon . Et replikon er et afsnit af DNA, der indeholder et replikationsorigin og replikeres efter DNA-syntese begynder fra dette sted. Bakterielle genomer er typisk et enkelt replikon, hvilket betyder, at replikation af hele genomet er resultatet af kun én handling af replikationsinitiering. Eukaryote genomer (såvel som deres individuelle kromosomer) består af et stort antal uafhængige replikoner, hvilket reducerer den samlede replikationstid for et individuelt kromosom væsentligt. De molekylære mekanismer, der styrer antallet af reppå hvert sted i løbet af en celledelingscyklus, kaldes kopiantalkontrol. Ud over kromosomalt DNA indeholder bakterieceller ofte plasmider, som er individuelle replikoner. Plasmider har deres egne kopiantalkontrolmekanismer: de kan sikre syntesen af kun én kopi af plasmidet pr. cellecyklus eller tusindvis af kopier.

Replikation begynder ved replikationsinitieringsstedet med afviklingen af DNA-dobbelthelixen, som dannes replikationsgaffel - stedet for direkte DNA-replikation. Hvert sted kan danne en eller to replikationsgafler, afhængigt af om replikationen er ensrettet eller tovejs. Tovejs replikering er mere almindelig. Nogen tid efter replikationens start kan man observere i et elektronmikroskop replikationsøje - et snit af et kromosom, hvor DNA allerede er blevet replikeret, omgivet af længere sektioner af ikke-replikeret DNA.

Ved replikationsgaffelen kopierer DNA et stort proteinkompleks (replisom), hvis nøgleenzym er DNA-polymerase. Replikationsgaflen bevæger sig med en hastighed på omkring 100.000 basepar pr. minut i prokaryoter og 500-5000 i eukaryoter.

Molekylær mekanisme for replikation

Enzymer (helicase, topoisomerase) og DNA-bindende proteiner afvikler DNA'et, holder skabelonen i en fortyndet tilstand og roterer DNA-molekylet. Korrekt replikation sikres ved den nøjagtige matchning af komplementære basepar og aktiviteten af DNA-polymerase, som er i stand til at genkende og rette fejlen. Replikation i eukaryoter udføres af flere forskellige DNA-polymeraser. Dernæst snos de syntetiserede molekyler efter princippet om supercoiling og yderligere DNA-komprimering. Syntese er energikrævende.

DNA-molekylets strenge divergerer, danner en replikationsgaffel, og hver af dem bliver en skabelon, hvorpå en ny komplementær streng syntetiseres. Som følge heraf dannes to nye dobbeltstrengede DNA-molekyler, identiske med modermolekylet.

Karakteristika for replikationsprocessen

matrix- sekvensen af den syntetiserede DNA-kæde er entydigt bestemt af sekvensen af moderkæden i overensstemmelse med komplementaritetsprincippet;

semi-konservativ- en streng af DNA-molekylet dannet som et resultat af replikation er nysyntetiseret, og den anden er maternal;

går i retningen fra 5'-enden af det nye molekyle til 3'-enden;

semi-kontinuerlig- en af DNA-kæderne syntetiseres kontinuerligt, og den anden - i form af et sæt individuelle korte fragmenter (Okazaki-fragmenter);

starter fra bestemte dele af DNA kaldet replikationsinitieringssteder

DNA-replikation er processen med biosyntese af deoxyribonukleinsyre. Materialet til er adenosin-, guanosin-cytidin- og thymidintriphosphorsyre eller ATP, GTP, CTP og TTP.

DNA-replikationsmekanisme

Biosyntese udføres i nærværelse af et såkaldt "frø" - en vis mængde enkeltstrenget transformeret deoxyribonukleinsyre og en katalysator. DNA-polymerase fungerer som en katalysator. Dette enzym deltager i sammenføjningen af nukleotidrester. På et minut er mere end 1000 nukleotidrester forbundet. Nukleotidrester i molekylet af et deoxyribonukleinsyrefragment er forbundet med hinanden med 3', 5'-phosphodiesterbindinger. DNA-polymerase katalyserer tilsætningen af mononukleotidrester til den frie 3-hydroxyl-ende af den transformerede deoxyribonukleinsyre. Først syntetiseres små dele af DNA-molekylet. De er modtagelige for virkningen af DNA-ligase og danner længere fragmenter af deoxyribonukleinsyre. Begge fragmenter er lokaliseret i den Transformerede deoxyribonukleinsyre bruges som vækstpunkt for det fremtidige DNA-molekyle og er også en matrix, hvorpå der dannes en antiparallel kæde af deoxyribonukleinsyre, som er identisk med det transformerede DNA i struktur og sekvens af placering af nukleotidrester. DNA-replikation sker under mitotisk interfase. Deoxyribonukleinsyre er koncentreret i kromosomer og kromatin. Efter dannelsen af en enkeltstrenget deoxyribonukleinsyre dannes dens sekundære og tertiære strukturer. To strenge af deoxyribonukleinsyre er forbundet med hinanden i henhold til reglen om komplementaritet. DNA-replikation sker i cellekernen.

Materialet til biosyntese af forskellige grupper og typer af RNA er højenergiforbindelser: ATP, GTP, CTP og TTP. kan syntetiseres i dem med deltagelse af et af de tre angivne fragmenter: DNA-afhængig RNA-polymerase, polynukleotid-nukleotidyltransferase og RNA-afhængig RNA-polymerase. Den første af dem findes i alle cellers kerner og findes også i mitokondrier. RNA syntetiseres på en DNA-skabelon i nærvær af ribonukleosidtrifosfater, mangan- og magnesiumioner. Der dannes et RNA-molekyle, som er komplementært til DNA-skabelonen. For at DNA-replikation kan forekomme, dannes r-RNA, t-RNA, i-RNA og RNA-primere i kernerne. De første tre transporteres ind i cytoplasmaet, hvor de deltager i proteinbiosyntesen.

DNA-replikation sker på nogenlunde samme måde som deoxyribonukleinsyretranslation. Overførsel og bevarelse af arvelig information udføres i to faser: transskription og oversættelse. Hvad er et gen? Et gen er en materialeenhed, der er en del af et deoxyribonukleinsyremolekyle (RNA i nogle vira). Indeholdt i kromosomerne af cellekerner. Genetisk information overføres fra DNA gennem RNA til protein. Transskription udføres i og består af syntesen af mRNA på sektioner af deoxyribonukleinsyremolekylet. Det skal siges, at nukleotidsekvensen af deoxyribonukleinsyre er "omskrevet" til nukleotidsekvensen af mRNA-molekylet. RNA-polymerase binder sig til den tilsvarende sektion af DNA, "afvikler" dens dobbelthelix og kopierer strukturen af deoxyribonukleinsyre og tilføjer nukleotider i overensstemmelse med komplementaritetsprincippet. Når fragmentet bevæger sig, bevæger kæden af syntetiseret RNA sig væk fra skabelonen, og DNA-dobbelthelixen bag enzymet genoprettes øjeblikkeligt. Hvis RNA-polymerase når enden af det kopierede afsnit, bevæger RNA'et sig væk fra matrixen ind i karyoplasmaet, hvorefter det bevæger sig til cytoplasmaet, hvor det deltager i proteinbiosyntesen.

Under translationen oversættes nukleotidsekvensen i mRNA-molekylet til sekvensen af aminosyrerester i proteinmolekylet. Denne proces sker i cytoplasmaet, hvor mRNA kombineres og et polysom dannes.

Replikation– overførsel af information fra DNA til DNA, selvduplikation af DNA (DNA-biosyntese).

DNA-molekyle bestående af to helixer fordobler under celledeling. DNA fordobling baseret på det faktum, at når man afvæver trådene, kan hver tråd færdiggøres supplerende kopi, hvorved der opnås to strenge af et DNA-molekyle, der kopierer det originale.

Betingelser, der kræves for replikering: 1.) Matrix- DNA-strenge. Spaltningen af tråden kaldes replikationsgaffel. Det kan dannes inde i et DNA-molekyle. De bevæger sig i forskellige retninger, danner replikerende øje. Der er flere sådanne øjne i det eukaryote DNA-molekyle, hver med to gafler. 2.) Underlag. Plastmaterialet er deoxynukleotidtriphosphater: dATP, dGTP, dCTP, dTTP. Så går de i opløsning indtil deoxynukleotidmonofosfater, to molekyler uorganisk fosfat med frigivelse af energi, dvs. de er både kilden og energi, Og plastmateriale. 3.) Ioner magnesium. 4.) Replikativt enzymkompleks. EN) DNA - afvikling af proteiner: - DNA-A(får tråde til at divergere); - helikaser(spalt DNA-strengen); - topoisomerase 1 Og 2 (slap af ud over spiralen). Er revet fra hinanden (3",5")-phosphodiesterbindinger. Topoisomerase 2 i prokaryoter kaldes gyrase. b) Proteiner, der forhindrer sammenføjning af DNA-strenge ( SSB proteiner). V) DNA polymerase(katalyserer dannelsen af fosfodiesterbindinger). DNA-polymerase forlænger kun en eksisterende streng, men kan ikke forbinde to frie nukleotider. G) Primaza(katalyserer dannelsen af et "frø" til syntese). Dette er en RNA-polymerase i sin struktur, som forbinder enkelte nukleotider. d) DNA ligase. 5.) Primere- "frø" til replikation. Dette er et kort fragment bestående af ribonukleotidtrifosfater(2-10). Primerdannelse katalyseres primase.

Replikationsstadier: 1.) Indvielse(dannelse af en replikationsgaffel); 2.) Forlængelse(syntese af nye tråde); 3.) Primer udelukkelse; 4.) Afslutning(afslutning af syntesen af to datterkæder).

Start af replikering:- regulere signalproteinmolekyler - vækstfaktorer;- give enzymer Og særlige proteiner.

Nødvendige enzymer: DNA topoisomeraser- enzymer, der afvikler DNA-superhelixer. DNA-helikase– bryder hydrogenbindinger i et dobbeltstrenget DNA-molekyle. Som resultat, replikationsgaffel (replikerende øje).

Enkeltstrengede DNA-bindende proteiner binder til enkeltstrenget DNA og forhindrer dem i at forbinde sig komplementært.

Replikationsforlængelse. Syntesesubstraterne er deoxynukleosidtrifosfater, der fungerer som byggemateriale og energikilde.

Nødvendige enzymer: DNA primase, som katalyserer syntesen af korte RNA-primermolekyler for DNA-polymerase. DNA polymerase sikrer inklusion i den voksende "nye" kæde af nukleotider, der er komplementær til den "gamle", det vil sige skabelonkæden.

Syntesen af nye DNA-kæder kan kun fortsætte i retningen fra 5'-enden mod 3'-enden. DNA syntetiseres kontinuerligt på én streng "førende" kæde, og på den anden dannes korte fragmenter - "haltende" kæde (fragmenter af Okazaki).

Efter fjernelse af primere DNA ligase syr korte fragmenter af Okazaki sammen ( afslutning).

Information sendes matrix metode. Halvkonservativ DNA-replikationsmekanisme.

Lagging Strand Syntese

3’

5’

1. Hvornår opstår replikation?- I den syntetiske fase af interfase, længe før celledeling. Perioden mellem replikation og mitoseprofase kaldes den postsyntetiske fase af interfase, hvor cellen fortsætter med at vokse og kontrollerer, om duplikation er sket korrekt.

2. Hvis der var 46 kromosomer før fordobling, hvor mange vil der så være efter fordobling?- Antallet af kromosomer ændrer sig ikke, når DNA fordobles. Før duplikering har en person 46 enkeltkromosomer (bestående af en dobbeltstreng af DNA), og efter duplikation 46 dobbeltkromosomer (bestående af to identiske dobbeltstrenge DNA forbundet med hinanden ved centromeren).

3. Hvorfor er replikering nødvendig?- Således at hver dattercelle under mitose kan modtage sin egen kopi af DNA. Under mitose er hvert af de 46 dobbeltkromosomer opdelt i to enkeltkromosomer; to sæt af 46 enkelte kromosomer opnås; disse to sæt divergerer i to datterceller.

Tre principper for DNA-struktur

Halvkonservativ- hvert datter-DNA indeholder en kæde fra moderens DNA og en nysyntetiseret.

Komplementaritet- AT/CG. Modsat adenin i en DNA-streng er der altid thymin i en anden DNA-streng, og modsat cytosin er der altid guanin.

Antiparallelisme- DNA-strenge ligger i modsatte ender af hinanden. Disse ender studeres ikke i skolen, så lidt flere detaljer (og så ud i naturen).

Monomeren af DNA er et nukleotid, den centrale del af nukleotidet er deoxyribose. Den har 5 carbonatomer (på det nærmeste billede har den nederste venstre deoxyribose nummererede atomer). Lad os se: en nitrogenholdig base er knyttet til det første carbonatom, fosforsyren i et givet nukleotid er knyttet til det femte, det tredje atom er klar til at binde fosforsyren i det næste nukleotid. Enhver DNA-kæde har således to ender:

5" ende, fosforsyre er placeret på den;
Den 3" ende indeholder ribose.

Den antiparallelle regel er, at i den ene ende af en dobbeltstreng af DNA (for eksempel i den øverste ende af det nærmeste billede), har den ene streng en 5" ende og den anden en 3" ende. Det er vigtigt for replikationsprocessen, at DNA-polymerase kun kan forlænge 3"-enden. En DNA-kæde kan kun vokse i sin 3"-ende.

På dette billede sker processen med DNA-fordobling fra bund til top. Det kan ses, at den venstre kæde vokser i samme retning, og den højre vokser i den modsatte retning.

På det følgende billede top ny kæde("førende streng") forlænges i samme retning, som duplikation forekommer. Bund ny kæde("lagging streng") kan ikke strække sig i samme retning, for der har den en 5" ende, som, som vi husker, ikke vokser. Derfor vokser den nederste streng ved hjælp af korte (100-200 nukleotider) Okazaki fragmenter, som hver især vokser i 3"-retningen. Hvert Okazaki-fragment vokser fra 3"-enden af primeren ("RNA-primere", primerne er røde i figuren).

Replikationsenzymer

Overordnet replikationsretning- den retning, hvori DNA-duplikation finder sted.
Forældres DNA- gammelt (moderligt) DNA.
Grøn sky ved siden af "Parental DNA"- et helicase-enzym, der bryder hydrogenbindinger mellem de nitrogenholdige baser i den gamle (moder) DNA-kæde.
Grå ovaler på DNA-strenge, der netop er blevet adskilt fra hinanden- destabiliserende proteiner, der forhindrer DNA-strenge i at forbinde sig.
DNA pol III- DNA-polymerase, som tilføjer nye nukleotider til 3"-enden af den øvre (førende, kontinuerligt syntetiserede) DNA-streng (førende tråd).
Primase- primase enzym, som laver primer (rød lego brik). Nu tæller vi primerne fra venstre mod højre:

den første primer er stadig ufærdig, primaza laver den lige nu;
fra den anden primer opbygger DNA-polymerase DNA - i retning modsat retningen af DNA-fordobling, men i retning af 3"-enden;
fra den tredje primer er DNA-kæden allerede blevet bygget (Lagende streng), hun kom tæt på den fjerde primer;
den fjerde primer er den korteste, fordi DNA-polymerase (DNA pol I) fjerner det (alias RNA, det har intet med DNA at gøre, vi havde kun brug for den rigtige ende fra det) og erstatter det med DNA;
Den femte primer er ikke længere på billedet, den er blevet skåret helt ud og efterlader et hul på dens plads. DNA ligase (DNA ligase) sømmene går i stykker, så den nederste (efterliggende) DNA-streng er intakt.

Enzymet topoisomerase er ikke angivet i superbilledet, men det vil dukke op senere i testene, så lad os sige et par ord om det. Her er et reb bestående af tre store tråde. Hvis tre kammerater tager fat i disse tre tråde og begynder at trække dem i tre forskellige retninger, vil rebet meget snart holde op med at trævle ud og krølle sig sammen i stramme løkker. Det samme kunne ske med DNA, som er et to-strenget reb, hvis ikke for topoisomerase.

Topoisomerase skærer en af de to DNA-strenge, hvorefter (andet billede, rød pil) DNA'et roterer rundt om den ene af sine strenge, så der ikke dannes tætte løkker (topologisk stress reduceres).

Terminal underreplikation

Fra superbilledet med replikationsenzymer er det klart, at på det sted, der er tilbage efter fjernelse af primeren, fuldender DNA-polymerase det næste Okazaki-fragment. (Er det virkelig tydeligt? Hvis noget, er Okazaki-fragmenterne i supermaleriet angivet med tal i cirkler.) Når replikationen i supermaleriet når sin logiske (venstre) ende, så vil det sidste (længst til venstre) Okazaki-fragment ikke have en "næste", så der vil ikke være nogen til at færdiggøre DNA'et på den tomme plads, der er tilbage efter at have fjernet primeren.

Her er endnu en tegning til dig. Den sorte DNA-streng er gammel, moderlig. DNA-duplikation, i modsætning til supermønsteret, sker fra venstre mod højre. Da det nye (grønne) DNA til højre har en 5" ende, halter det og forlænges med individuelle fragmenter (Okazaki). Hvert Okazaki-fragment vokser fra 3"-enden af dets primer (blåt rektangel). Primere, som vi husker, fjernes af DNA-polymerase, som på dette tidspunkt fuldender det næste Okazaki-fragment (denne proces er angivet med en rød ellipse). I slutningen af kromosomet er der ingen til at udfylde dette afsnit, da der ikke er noget næste Okazaki-fragment, er der allerede et tomt rum der (Gap). Efter hver replikation forkortes begge 5" ender af datterkromosomerne (terminal underreplikation).

Stamceller (i huden, rød knoglemarv, testikler) skal dele sig meget mere end 60 gange. Derfor fungerer enzymet telomerase i dem, hvilket forlænger telomerer efter hver replikation. Telomerase udvider den overhængende 3"-ende af DNA'et, så det vokser til størrelsen af Okazaki-fragmentet. Herefter syntetiserer primase en primer på det, og DNA-polymerase forlænger den underreplikerede 5"-ende af DNA'et.

Tests

1. Replikering er en proces, hvor:
A) transfer RNA-syntese finder sted;
B) DNA-syntese (kopiering) forekommer;
C) ribosomer genkender antikodoner;
D) der dannes peptidbindinger.

2. Match funktionerne af enzymer involveret i replikationen af prokaryoter med deres navne.

3. Under replikation i eukaryote celler, fjernelse af primere
A) udføres af et enzym med kun DNAase-aktivitet
B) danner Okazaki-fragmenter
B) forekommer kun i efterslæbende tråde
D) forekommer kun i kernen

4. Hvis du ekstraherer DNA'et fra bakteriofag fX174, vil du opdage, at det indeholder 25 % A, 33 % T, 24 % G og 18 % C. Hvordan kunne du forklare disse resultater?
A) Resultaterne af forsøget er forkerte; der var en fejl et sted.
B) Man kunne antage, at procentdelen af A er omtrent lig med den for T, hvilket også er sandt for C og G. Derfor overtrædes Chargaffs regel ikke, DNA er dobbeltstrenget og replikerer semi-konservativt.
B) Da procenterne af A og T og følgelig C og G er forskellige, er DNA en enkelt streng; det replikeres af et specielt enzym, der følger en speciel replikationsmekanisme med en enkelt streng som skabelon.
D) Da hverken A er lig med T, og ingen af G er lig med C, så skal DNA være enkeltstrenget, det replikeres ved at syntetisere den komplementære streng og bruge denne dobbeltstrengede form som skabelon.

5. Diagrammet henviser til dobbeltstrenget DNA-replikation.

For hver af kvadraterne I, II, III skal du vælge et enzym, der fungerer i dette område.
A) Telomerase
B) DNA topoisomerase
B) DNA-polymerase
D) DNA-helicase

D) DNA-ligase

6. En bakteriekultur fra et medium med en let nitrogenisotop (N-14) blev overført til et medium indeholdende en tung isotop (N-15) i et tidsrum svarende til én deling og derefter returneret til et medium med et let nitrogen isotop. Analyse af DNA-sammensætningen af bakterier efter en periode svarende til to replikationer viste: Muligheder	svar
	DNA	lys	gennemsnit
tung	3/4	1/4	-
EN	1/4	3/4	-
B	-	1/2	1/2
I	1/2	1/2	-

G
7. En sjælden genetisk sygdom er karakteriseret ved immundefekt, mental og fysisk retardering og mikrocefali. Antag, at du i et DNA-ekstrakt fra en patient med dette syndrom fandt næsten lige store mængder af lange og meget korte DNA-strækninger. Hvilket enzym mangler/defekter højst sandsynligt hos denne patient?
A) DNA-ligase
B) Topoisomerase
B) DNA-polymerase

D) Helicase
8. DNA-molekylet er en dobbelt helix indeholdende fire forskellige typer nitrogenholdige baser. Hvilket af følgende udsagn om både replikation og den kemiske struktur af DNA er korrekt?
A) Basesekvenserne for de to strenge er de samme.
B) I en dobbeltstreng af DNA er indholdet af puriner lig med indholdet af pyrimidiner.
C) Begge kæder syntetiseres i 5'→3'-retningen kontinuerligt.
D) Tilføjelsen af den første base af den nyligt syntetiserede nukleinsyre katalyseres af DNA-polymerase.

E) DNA-polymerases fejlkorrektionsaktivitet forekommer i 5'→3'-retningen.
9. De fleste DNA-polymeraser har også aktiviteten:
A) ligase;
B) endonuklease;
B) 5"-exonuklease;

10. DNA-helicase er et nøgle-DNA-replikationsenzym, der afvikler dobbeltstrenget DNA til enkeltstrenget DNA. Et eksperiment til at bestemme egenskaberne af dette enzym er beskrevet nedenfor.

Hvilket af følgende udsagn om dette eksperiment er korrekt?
A) Båndet, der vises i toppen af gelen, er kun ssDNA, 6,3 kb i størrelse.
B) Båndet, der vises i bunden af gelen, er 300 bp mærket DNA.
B) Hvis det hybridiserede DNA kun behandles med DNA-helicase, og reaktionen udføres til afslutning, ser arrangementet af båndene ud som vist i bane 3 i b.
D) Hvis det hybridiserede DNA kun behandles med kogning uden helicasebehandling, fremstår båndarrangementet som vist i bane 2 i b.
E) Hvis det hybridiserede DNA kun behandles med kogt helicase, ser båndarrangementet ud som vist i bane 1 i b.

Distriktsolympiade 2001
- Allrussisk Olympiade 2001
- International Olympiade 2001
- International Olympiade 1991
- International Olympiade 2008
- Distriktsolympiade 2008
- International Olympiade 2010
De fulde tekster af disse olympiader kan findes.