Прекид

Тхе Прекид је последња фаза у репликацији ДНК. Њему претходи иницијација и продужетак. Рани прекид репликације може резултирати експресијом скраћених протеина и тиме мутацијом.

Шта је раскид?

Током репликације или редукције, ДНК носиоца генетске информације умножава се у појединим ћелијама. Умножавање се одвија по полуконзервативном принципу и обично доводи до тачног умножавања генетских информација. Репликација се покреће током фазе синтезе, пре фазе митозе, и на тај начин се одвија пре него што се ћелијско језгро подели.

На почетку репликације, двоструки ланац ДНК одвојен је у појединачне нити на којима се формирају нови комплементарни ланци. Сваки ланац ДНК одређен је базним редоследом супротног ланца. Репликација ДНК одвија се у неколико фаза. Прекид је трећа и, дакле, последња фаза репликације. Прекиду претходи покретање и продужење.

Синонимни израз за израз терминације у овом контексту је ознака Фаза раскида. Прекид овде значи "прекид" или "отказ". Током прекида, новоформирани ланац мРНА одваја се од стварне ДНК. Рад ДНК полимеразе се полако ближи крају. Прекид репликације ДНК не треба бркати са прекидом репликације РНА.

Функција и задатак

У фази репликације иницијације првенствено се врши регулисање репликације. Одређена је почетна тачка репликације и одвија се такозвано прајмирање. Након иницирања започиње полимеризација током које се пролази фаза издужења. Ензим ДНК полимераза раздваја комплементарне ланце ДНК у поједине ланце и чита базе појединих ланаца једна за другом. У овој фази долази до полуконтинуираног удвостручења, што укључује још једну фазу прајмирања.

Тек након иницијације и продужења слиједи фаза завршавања унутар репликације. Прекид се разликује од животног облика у животног облика. Код еукариота попут људи ДНК је структуиран у прстену. Укључује и терминацијске секвенце које одговарају двема различитим секвенцама, од којих је свака релевантна за виљушку репликације.

Прекид се обично не покреће посебним механизмима. Чим се две вилице за репликацију покрену заједно или се ДНК заврши, репликација се аутоматски завршава у овом тренутку. Репликација се прекида у аутоматском механизму.

Завршни низови су контролни елементи. Они осигуравају да фаза репликације на одређену крајњу тачку долази контролисано упркос различитим брзинама репликације у две реплике. Сва места завршавања одговарају везивним местима за Тус протеин, „супстанцу која користи термин“. Овај протеин блокира репликативну хеликазу ДнаБ и на тај начин зауставља репликацију.

Код еукариота реплицирани низови прстена остају повезани један с другим чак и након репликације. Веза одговара терминалној тачки. Тек након поделе ћелије раздвајају се разним процесима и на тај начин се могу поделити. Веза која остаје све док се чини да подела ћелије игра улогу у контролисаној дистрибуцији.

Постоје два главна механизма која играју улогу у коначном одвајању ДНК прстенова. У раздвајању су укључени ензими попут типа И и топоизомеразе типа ИИ. Коначно, помоћни протеин препознаје стоп кодон током прекида. То узрокује пад полипептида са рибосома, јер не постоји т-РНА с одговарајућим антикодоном за зауставни кодон. Рибосом се на крају распада на своје две подјединице.

Болести и тегобе

Сви процеси удвостручавања генетског материјала у смислу репликације су компликовани и захтевају велики трошак супстанци и енергије унутар ћелије. Из тог разлога се лако могу појавити грешке спонтане репликације. Ако се геном спонтано мења или индукује споља, говоримо о мутацијама.

Грешке у репликацији могу довести до недостајућих база, бити повезане са измењеним базама или због погрешног упаривања базе. Поред тога, брисање и убацивање појединих или више нуклеотида унутар два ланца ДНК могу довести до грешака репликације. Исто се односи и на димер пиримидина, пукнуће нити грешке умрежавања у ланцима ДНК.

У случају грешке репликације доступни су засебни механизми за поправак. Многе наведене грешке исправљају се ДНК полимеразом колико је то могуће. Тачност репликације је релативно велика. Стопа грешке је само једна грешка по нуклеотиду, која настаје због различитих система управљања.

На пример, контролни механизам еукариотских ћелија познат је као распад мРНА посредована глупошћу, који може препознати нежељене зауставне кодоне унутар мРНА и тако спречити да скраћени протеини нађу експресију.

Преурањени стоп кодони у мРНА настају због мутације гена. Такозване бесмислене мутације или алтернативно и неисправно спајање могу резултирати скраћеним протеинима који су под утицајем функционалних губитака. Управљачки механизми не могу увек исправити грешке.

Аутосомно рецесивни наследни поремећај β-таласемије долази у три различита облика: први је хомозиготна таласемија, озбиљна болест која је узрокована вашом глупошћу мутацијом. Хетерозиготна таласемија је блажа болест код које се бесмислене мутације налазе само у једној копији гена β-глобина. Преко механизма распада мРНА посредоване глупошћу мРНА неисправног гена може се разградити до те мере да се изражавају само здрави гени.

Код хетеророзне таласемије, а тиме и до умереног облика болести, бесмислена мутација је у последњем егзону мРНА, тако да се механизми контроле не активирају. Из тог разлога, поред здравог β-глобина, формира се и скраћени β-глобин.Еритроцити са оштећеним β-глобином пропадају.

Други пример неуспеха у контролном механизму је Дуцхенне-ова мишићна дистрофија, која такође настаје због глупости мутације у мРНА. У овом случају, контролни механизам разграђује мРНА, али тако узрокује тотални губитак такозваног протеина дистрофина.