ביוכימיה/הכפלת ה- DNA

חשיבות תהליך ההכפלה המדויקת של ה- DNA

פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.

השלבים

הליקאז – אנזים הפותח קשרי מימן בין הגדילים.
תחילת השכפול – השכפול נעשה ע"י 2 אנזימים ליגאז ודנ"א פולימראז והוא מחל במזלג ההכפלה (=האיזור בדנ"א בו החלו הגדילים להיפרד עקב פעילות האנזים ליקאז).
האנזים דנ"א פולימראז – משלים את רצף הגדיל המוביל ( $\ 5'\rightarrow 3'$ $\ 5'\rightarrow 3'$ ). התנאים לפעילות האנזים:
- תבנית – גדיל עליו תתבצע השלמת הגדיל (=גדיל משלים).
- נוקליאוטידים חופשיים (dNTP) – כל 4 הסוגים (dCTP, dTTP, dGTP, dATP).
Mg⁺² - קופקטורים של האנזים.
Primer (תחל/אוליגו-נוקלאוטיד) – האנזים דנ"א פולימראז חייב תחל (=נוקליאוטידים התחלתים) על מנת להתחיל את פעילותו.
האנזים ליגאז – משלים את רצף הגדיל המשלים (כיוונו $3'\rightarrow 5'$ ). האנזים ליגאז משלים את רצף הגדיל במקטעים קצרים הנקראים מקטעי אוקזקי.
בסוף התהליך – מתקבל דנ"א המורכב משני גדילים; גדיל מקורי + גדיל משלים, שסונתזו (=נבנו) ע"י האנזים דנ"א פולימראז.

מה מבטיח שלא יהיו טעויות בשכפול?

הגהה של האנזים פולימראז מאפשרת בדיקת המצב ותיקון אם יש טעות. טעות ברצף נקרא מוטציה.

סוגי מוטציות נקודתית

מוטציה נקודתית – שינוי יחיד בנוקליאוטיד אחד ברצף הדנ"א. שינוי כזה יכול להיות משמעותי מאוד כאשר הוא מתרחש בתוך הגן (נוצר חלבון פגום/לא פעיל וכדומה).
דוגמאות למחלות : אנמיה חרמשית, CF ועוד.

מוטציות נקודתיות

מוטציה חסרה – גריעה של נוקליאוטיד אחד או יותר ברצף. ההשפעה: מסגרת קריאה משתנה. מוטציית הוספה – הוספה של נוקליאוטיד אחד או יותר ברצף. ההשפעה: מסגרת קריאה משתנה. מוטציית החלפה – נוקליאוטיד אחד או יותר משתנים בנוקליאוטיד אחד (אין שינוי של מסגרת הקריאה!). 3 סוגי השפעות:

החומצה האמינית לא השתנתה – רק הנוקליאוטיד (קיימים סוגים שונים של קודונים עבור אותה חומצה אמינית).
השינוי גרם לקידוד לחומצה אמינית אחרת (מחלה).
מופיע קודון STOP – חלבון פגום.

הבהרה: מסגרת קריאה

הנוקלאוטידים ברצף נקראים על פי מסגרת קריאה, כלומר כל שלושה נוקלאוטידים נקראים קודון המקודד לחומצה אמינית אחת. ברגע שיש עודף נוקלאוטיד (או חוסר), הרצף מתחלק לקודונים שונים ומסגרת הקריאה משתנה, כלומר חומצות האמינו משתנות לחלוטין, עד לקודון הסיום.
לעומת זאת, במוטציית החלפה משתנה רק קודון אחד, כלומר, נפגמת רק חומצה אמינו אחת (שלעתים משפיעה מאוד - דוגמה: אנמיה חרמשית)