Trong di truyền học phân tử, các quá trình tổng hợp DNA, RNA và protein được chia thành ba giai đoạn để thuận tiện cho việc mô tả: bắt đầu, kéo dài và kết thúc. Các giai đoạn này mô tả các cơ chế khác nhau cho các phân tử được tổng hợp khác nhau, tuy nhiên, chúng luôn có nghĩa là bắt đầu, tiến trình của quá trình và kết thúc. Sự kết thúc sao chép là sự kết thúc của quá trình tổng hợp các phân tử DNA.
Vai trò sinh học của việc chấm dứt
Bắt đầu và kết thúc là ranh giới ban đầu và cuối cùng của sự phát triển của chuỗi tổng hợp, được thực hiện ở giai đoạn kéo dài. Quá trình hoàn thành thường xảy ra khi kết thúc hiệu quả sinh học của quá trình tổng hợp tiếp theo (ví dụ, tại vị trí cuối của bản sao hoặc bản sao). Đồng thời, chấm dứt thực hiện 2 chức năng quan trọng:
- không cho phép tổng hợp vượt ra ngoài một phần cụ thể của chuỗi ma trận;
- giải phóng sản phẩm sinh tổng hợp.
Vì vậy, ví dụ, trong quá trình phiên mã (tổng hợp RNA dựa trên khuôn mẫu DNA), sự kết thúc không cho phép quá trình vượt qua biên giới của một gen hoặc operon cụ thể. TẠInếu không, nội dung ngữ nghĩa của RNA thông tin sẽ bị vi phạm. Trong trường hợp tổng hợp DNA, việc kết thúc giữ cho quá trình diễn ra trong một bản sao duy nhất.
Vì vậy, kết thúc là một trong những cơ chế để duy trì sự cô lập và trật tự của quá trình sinh tổng hợp các phần khác nhau của phân tử nền. Ngoài ra, việc giải phóng sản phẩm cho phép sản phẩm sau này thực hiện các chức năng của nó và cũng đưa hệ thống trở lại trạng thái ban đầu (tách các phức hợp enzyme, khôi phục cấu trúc không gian của chất nền, v.v.).
Chấm dứt tổng hợp DNA là gì
Tổng hợp DNA xảy ra trong quá trình sao chép, quá trình nhân đôi vật chất di truyền trong tế bào. Trong trường hợp này, DNA ban đầu tháo xoắn và mỗi chuỗi của nó đóng vai trò làm khuôn mẫu cho một chuỗi (con gái) mới. Kết quả là, hai phân tử DNA chính thức được hình thành thay cho một chuỗi xoắn kép. Sự kết thúc (kết thúc) của quá trình này ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực xảy ra khác nhau do một số khác biệt trong cơ chế sao chép nhiễm sắc thể và nucleoid của tế bào không có nhân.
Cách nhân rộng hoạt động
Toàn bộ phức hợp gồm các protein tham gia vào quá trình sao chép. Chức năng chính được thực hiện bởi enzyme tổng hợp, DNA polymerase, xúc tác hình thành liên kết phosphodiester giữa các nucleotide của chuỗi phát triển (các nucleotide sau được lựa chọn theo nguyên tắc bổ sung). Để bắt đầu hoạt động, DNA polymerase cần có một đoạn mồi - một đoạn mồi được tổng hợp bởi DNA primase.
Sự kiện này diễn ra trước sự tháo xoắn của DNA và sự phân tách các chuỗi của nó,mỗi trong số đó đóng vai trò như một ma trận để tổng hợp. Vì điều sau chỉ có thể xảy ra từ đầu 5 'đến đầu 3', một sợi trở thành dẫn đầu (tổng hợp tiến hành theo hướng thuận và liên tục), và sợi kia trở nên tụt hậu (quá trình được thực hiện theo hướng ngược lại và rời rạc). Khoảng cách giữa các đoạn sau đó được sửa chữa bởi DNA ligase.
Việc tháo xoắn của chuỗi xoắn kép được thực hiện bởi enzyme DNA helicase. Quá trình này tạo thành một cấu trúc hình chữ Y được gọi là ngã ba sao chép. Các vùng sợi đơn kết quả được ổn định bởi cái gọi là protein SSB.
Kết thúc là sự ngừng tổng hợp DNA, xảy ra do sự gặp nhau của các nhánh sao chép hoặc khi đạt đến điểm cuối của nhiễm sắc thể.
Cơ chế chấm dứt ở sinh vật nhân sơ
Việc hoàn thành sao chép ở sinh vật nhân sơ xảy ra tại điểm thích hợp trong bộ gen (vị trí kết thúc) và được xác định bởi hai yếu tố:
- cuộc họp ngã ba nhân bản;
- ter-site.
Sự gặp nhau của các bộ nĩa xảy ra nếu phân tử ADN có dạng hình tròn khép kín, đây là đặc điểm của hầu hết các sinh vật nhân sơ. Là kết quả của quá trình tổng hợp liên tục, các đầu 3 'và 5' của mỗi chuỗi được kết nối với nhau. Đối với sao chép đơn hướng, điểm khớp giống với điểm gốc (OriC). Trong trường hợp này, chuỗi tổng hợp, như cũ, đi xung quanh phân tử vòng, quay trở lại điểm bắt đầu và gặp đầu 5'của chính nó. Với sao chép hai chiều (tổng hợp tiến hành đồng thời theo hai hướng từ điểm OriC), cuộc họpngã ba và sự kết nối của các đầu xảy ra ở giữa phân tử vòng.
Sự ghép nối các vòng được thực hiện bởi DNA ligase. Điều này tạo thành một cấu trúc được gọi là cathekan. Bằng cách tạo ra một đứt gãy sợi đơn, DNA gyrase sẽ phá vỡ các vòng và quá trình sao chép hoàn tất.
Ter-site cũng tham gia vào việc nhân rộng. Chúng nằm ở vị trí 100 cặp cơ sở ngoài điểm mà các ngã ba gặp nhau. Những vùng này chứa một trình tự ngắn (23 bp) mà sản phẩm protein của gen tus liên kết, ngăn chặn sự tiến bộ hơn nữa của ngã ba sao chép.
Chấm dứt sao chép trong tế bào nhân thực
Và giây phút cuối cùng. Ở sinh vật nhân thực, một nhiễm sắc thể chứa một số điểm bắt đầu sao chép và sự kết thúc xảy ra trong hai trường hợp:
- khi dĩa di chuyển ngược chiều va chạm nhau;
- nếu đạt đến điểm cuối của nhiễm sắc thể.
Vào cuối quá trình, các phân tử DNA được tách ra sẽ liên kết với các protein của nhiễm sắc thể và được phân bố có trật tự giữa các tế bào con.
