Põhierinevus – replikatsioonimull vs replikatsioonikahvel
Replikatsioonimull ja replikatsioonikahvlid on kaks DNA replikatsiooni käigus moodustunud struktuuri ning peamine erinevus replikatsioonimulli ja replikatsioonikahvli vahel on see, et replikatsioonimull on DNA ahelas replikatsiooni algatamise ajal paiknev ava, samas kui replikatsioonikahvlid on replikatsioonimullis olevad struktuurid, mis tähistavad replikatsiooni tegelikku toimumist.
Molekulaarbioloogia kontekstis on DNA replikatsioon protsess, kus DNA molekulist toodetakse kaks identset DNA koopiat. See bioloogiline protsess on kõigi eluvormide järjepidevuse ja bioloogilise pärandi aluseks. DNA replikatsioon toimub kõigis elusorganismides. Replikatsiooniprotsess koosneb erinevatest tehnikatest, ensüümidest, bioloogilistest ühenditest ja replikatsioonistruktuuridest, mis luuakse replikatsiooni algatamiseks ja töötlemiseks. Replikatsioonimull ja replikatsioonikahvlid on sellised struktuurid, mis tekivad DNA replikatsiooni käigus. Prokarüootides ja eukarüootides on olemas nii replikatsioonimull kui ka replikatsioonikahvel.
Mis on replikatsioonimull?
DNA replikatsioon on protsess, mille käigus DNA molekul replitseerub ja teeb endast koopia. Replikatsioonimulli peetakse avauks, mis on replikatsiooni initsiatsiooni ajal DNA ahelas. Replikatsioonimullide moodustumine prokarüootides ja eukarüootides on erinev. Prokarüootid sisaldavad ühte replikatsioonimulli, eukarüootid aga mitut replikatsioonimulli.
Replikatsioonimullil on replikatsioonikahvlite olemasolu tõttu võime kasvada kahes suunas. Igas replikatsioonimullis on kaks replikatsioonikahvlit. See on punkt, kus vanemliku DNA kaksikheeliks jaguneb. Eukarüootsete organismide kontekstis sisaldavad nad tõelist tuuma. Eukarüootne DNA on lineaarne. Sel põhjusel toimub replikatsioon mitmes kohas, mille tulemuseks on mitu replikatsioonimulli.
Replikatsioonimull toimib ensüümi DNA helikaasiga, mis lõhub vesiniksidemed kahe vanem-DNA ahela lämmastikualuste vahel. Üksiku ahelaga siduvad valgud kinnitatakse eraldatud vanem-DNA ahelatega, et vältida vesiniksidemete ümberkujunemist.
Joonis 01: Eukarüootse DNA replikatsioonimullid
Vesinikusidemete katkemine kahe ahela vahel toob kaasa kaksikheeliksi lõdvestumise ja ka pingete suurenemise molekulis edasi kerimise tõttu. Ensüüm topoisomeraas hõlmab topeltheeliksi fosfodiestersidemete katkestamist replikatsioonimullist veelgi allavoolu, mis leevendab pinget nendes piirkondades kohese uuesti kinnitamise kaudu.
Mis on replikatsioonikahvel?
Rakutsükli kontekstis toimub DNA replikatsioon S-faasis. Protsess algab DNA järjestustega, mis on eelnev alt määratletud ja mida nimetatakse replikatsiooni alguspunktideks. Nendes piirkondades moodustuvad replikatsioonimullid, mis käivitavad DNA replikatsiooni. Varem mainiti, et iga replikatsioonimull sisaldab kahte replikatsioonikahvlit. Kui DNA replikatsioon käivitatakse, organiseeruvad replikatsioonivalgud kaheharulise kahvliga sarnaseks struktuuriks. Sellise struktuuri moodustumise tõttu nimetatakse seda replikatsioonikahvliks. Need replikatsioonivalgud koordineerivad kogu DNA replikatsiooni protsessi.
DNA helikaas kerib kaheahelalise vanem-DNA lahti kaheks üksikuks ahelaks, purustades vesiniksidemed, mis seovad kahe ahela lämmastikaluseid. See toimub replikatsioonikahvli ees ja loob üheahelalise DNA.
Replikatsioonikahvli peamised funktsioonid on DNA lahtikerimine ja DNA süntees. DNA süntees replikatsioonikahvli abil saavutatakse ensüümiga DNA polümeraas. DNA polümeraas seob DNA alused õiges järjestuses vastav alt komplementaarse aluste sidumise teooriale.
Joonis 02: Replikatsioonikahvli komponendid
Selleks, et vältida replikatsioonikahvli seiskumist, on spetsiaalne valgukompleks, mida tuntakse replikatsioonikahvli kaitsekompleksina. Selle kompleksi põhifunktsioon on taasstabiliseerida, kui replikatsioonikahvel on mingil põhjusel seiskunud, ning see hõlmab juhtivate ja mahajäänud ahelate sünteesi koordineerimist ning ka replikatsiooni kontrollpunktide signaalimist.
Millised on replikatsioonimulli ja replikatsioonikahvli sarnasused?
- DNA replikatsiooni ajal on näha nii replikatsioonimulli kui ka replikatsioonikahvlit.
- Mõlemad struktuurid on ühised nii prokarüootse kui ka eukarüootse DNA replikatsiooni jaoks.
- Mõlemad struktuurid aitavad ja käivitavad DNA replikatsiooni.
Mis vahe on replikatsioonimullil ja replikatsioonikahvlil?
Replikatsioonimull vs replikatsioonikahvel |
|
| Replikatsioonimull on defineeritud kui ava, mis on DNA ahelas replikatsiooni initsiatsiooni ajal. | Replikatsioonikahvel on defineeritud kui struktuurid, mis esinevad replikatsioonimullis, mis tähistab replikatsiooni toimumist. |
| Prokarüootne replikatsioon | |
| Moodustub üks replikatsioonimull. | Moodustub üks replikatsioonikahvel. |
| Eukarüootne replikatsioon | |
| Moodustub mitu replikatsioonimulli. | Moodustatakse mitu replikatsioonikahvlit. |
Kokkuvõte – replikatsioonimull vs replikatsioonikahvel
DNA replikatsioon on protsess, kus algne DNA ahel annab endast kaks identset koopiat. Replikatsiooniprotsess koosneb erinevatest komponentidest. Replikatsioonimull on DNA ahela ava, kus toimub replikatsiooni initsiatsioon. Eukarüootides esineb mitu replikatsioonimulli, prokarüootides aga ainult üks replikatsioonimull. Iga replikatsioonimull sisaldab kahte replikatsioonikahvlit. Replikatsioonikahvel on defineeritud kui replikatsioonivalkude komplekt, mida hoiatatakse kaheharulises kahvlis, mis kinnitab replikatsiooniprotsessi algust. Replikatsioonikahvli kaitsekompleks on olemas, et taasstabiliseerida replikatsioonikahvli seiskumise korral. Prokarüootid sisaldavad ühte replikatsioonikahvlite kompleksi, samas kui eukarüootides on kahvleid mitu. See on erinevus replikatsioonimulli ja replikatsioonikahvli vahel.
