Avainero – replikointikupla vs. replikointihaarukka
Replikaatiokupla ja replikaatiohaarukat ovat kaksi rakennetta, jotka muodostuvat DNA:n replikaation aikana, ja avainero replikaatiokuplan ja replikaatiohaarukan välillä on, että replikaatiokupla on aukko, joka on DNA-juosteessa replikaation aloituksen aikana, kun taas replikaatiohaarukat ovat replikointikuplassa olevat rakenteet, jotka ilmaisevat replikaation todellisen esiintymisen.
Molekyylibiologian yhteydessä DNA:n replikaatio on prosessi, jossa DNA-molekyylistä tuotetaan kaksi identtistä DNA-kopiota. Tämä biologinen prosessi on kaikkien elämänmuotojen jatkuvuuden ja biologisen perinnön perusta. DNA:n replikaatiota tapahtuu kaikissa elävissä organismeissa. Replikaatioprosessi koostuu erilaisista tekniikoista, entsyymeistä, biologisista yhdisteistä ja replikaatiorakenteista, joita ollaan luomassa replikaation käynnistämiseksi ja prosessoimiseksi. Replikaatiokupla ja replikaatiohaarukat ovat sellaisia rakenteita, jotka muodostuvat DNA:n replikaation aikana. Sekä replikaatiokupla että replikaatiohaarukka ovat läsnä prokaryooteissa ja eukaryooteissa.
Mikä on replikointikupla?
DNA-replikaatio on prosessi, jossa DNA-molekyyli replikoituu ja tekee itsestään kopion. Replikaatiokuplaa pidetään aukona, joka on DNA-juosteessa replikaation aloituksen aikana. Replikaatiokuplien muodostuminen vaihtelee prokaryooteissa ja eukaryooteissa. Prokaryootit sisältävät yhden replikaatiokuplan, kun taas eukaryootit sisältävät useita replikaatiokuplia.
Replikointikupla voi kasvaa kahteen suuntaan replikointihaarukoiden läsnäolon vuoksi. Jokaisessa replikointikuplassa on kaksi replikointihaarukkaa. Tämä on kohta, jossa vanhemman DNA:n kaksoiskierre halkeaa. Eukaryoottisten organismien yhteydessä ne sisältävät todellisen ytimen. Eukaryoottinen DNA on lineaarinen. Tästä syystä replikointi tapahtuu useissa paikoissa, mikä johtaa useiden replikointikuplien esiintymiseen.
Replikaatiokuplan toiminta tapahtuu DNA-helikaasientsyymillä, joka katkaisee vetysidokset kahden emä-DNA-juosteen typpipitoisten emästen välillä. Yksisäikeisiä sitovia proteiineja on kiinnitetty erotettuihin emä-DNA-juosteisiin vetysidosten uudelleenmuodostumisen estämiseksi.
Kuva 01: Eukaryoottisen DNA:n replikaatiokuplat
Vesisidosten katkeaminen kahden säikeen välillä johtaa kaksoiskierteen rentoutumiseen ja myös jännityksen muodostumiseen molekyylin alaspäin purkautumisesta johtuen. Entsyymi topoisomeraasi katkaisee kaksoiskierteen fosfodiesterisidoksia edelleen jäljempänä replikaatiokuplasta, mikä lieventää jännitystä näillä alueilla välittömän uudelleenkiinnityksellä.
Mikä on Replication Fork?
Solusyklin yhteydessä DNA:n replikaatio tapahtuu S-vaiheessa. Prosessi alkaa DNA-sekvensseillä, jotka on enn alta määritetty ja joita kutsutaan replikaation aloituspisteiksi. Näille alueille muodostuu replikaatiokuplia, jotka laukaisevat DNA:n replikaation. Aiemmin mainittiin, että jokainen replikointikupla sisältää kaksi replikointihaarukkaa. Kun DNA:n replikaatio käynnistyy, replikaatioproteiinit järjestäytyvät rakenteeseen, joka muistuttaa kaksihaaraista haarukkaa. Tällaisen rakenteen muodostumisen vuoksi tätä kutsutaan replikointihaarukiksi. Nämä replikaatioproteiinit koordinoivat koko DNA:n replikaatioprosessia.
DNA-helikaasi purkaa kaksijuosteisen emä-DNA:n kahdeksi yksittäisjuosteeksi katkaisemalla vetysidokset, jotka yhdistävät kahden juosteen typpipitoiset emäkset. Tämä tapahtuu replikaatiohaarukan edessä ja luo yksijuosteisen DNA:n.
Replikaatiohaarukan tärkeimmät toiminnot ovat DNA:n purkaminen ja DNA-synteesi. DNA-synteesi replikaatiohaarukan avulla saadaan aikaan DNA-polymeraasientsyymillä. DNA-polymeraasi yhdistää DNA-emäkset oikeassa järjestyksessä komplementaarisen emäsparitteluteorian mukaisesti.
Kuva 02: Replikointihaarukan komponentit
Replikaatiohaarukan pysähtymisen estämiseksi on olemassa erityinen proteiinikompleksi, joka tunnetaan nimellä replikointihaarukan suojakompleksi. Tämän kompleksin päätehtävä on stabiloida uudelleen, jos replikointihaarukka pysähtyy jostain syystä, ja se liittyy johtavien ja jäljessä olevien säikeiden synteesin koordinointiin sekä replikaation tarkistuspisteiden signalointiin.
Mitä yhtäläisyyksiä replikointikuplan ja replikointihaarukan välillä on?
- Sekä replikaatiokupla että replikaatiohaarukka voidaan nähdä DNA:n replikaation aikana.
- Molemmat rakenteet ovat yhteisiä sekä prokaryoottisen että eukaryoottisen DNA:n replikaatiolle.
- Molemmat rakenteet auttavat ja laukaisevat DNA:n replikaation.
Mitä eroa on replikointikuplan ja replikointihaarukan välillä?
Replication Bubble vs Replication Fork |
|
| Replikaatiokupla määritellään aukoksi, joka on DNA-juosteessa replikaation aloituksen aikana. | Replikointihaarukka määritellään rakenteiksi, jotka ovat läsnä replikointikuplassa, joka ilmaisee replikaation esiintymisen. |
| Prokaryoottinen replikaatio | |
| Yksi replikointikupla muodostuu. | Yksi replikointihaarukka muodostuu. |
| Eukaryoottinen replikaatio | |
| Muodostuu useita replikointikuplia. | Muodostetaan useita replikointihaarukoita. |
Yhteenveto – Replikointikupla vs. replikointihaarukka
DNA:n replikaatio on prosessi, jossa emo-DNA-juoste antaa kaksi identtistä kopiota itsestään. Replikointiprosessi koostuu erilaisista osista. Replikaatiokupla on DNA-juosteen aukko, jossa replikaation aloitus tapahtuu. Eukaryooteissa on läsnä useita replikaatiokuplia, kun taas prokaryooteissa vain yksi replikaatiokupla. Jokainen replikointikupla sisältää kaksi replikointihaarukkaa. Replikaatiohaarukka määritellään joukoksi replikaatioproteiineja, jotka varoitetaan kaksihaaraisessa haarukassa, joka vahvistaa replikaatioprosessin alkamisen. Replikointihaarukan suojauskompleksi on läsnä vakauttamaan uudelleen, jos replikointihaarukka pysähtyy. Prokaryootit sisältävät yhden replikaatiohaarukkakompleksin, kun taas eukaryooteissa haarukoita on useita. Tämä on ero replikointikuplan ja replikointihaarukan välillä.
