Chấm dứt

Các Chấm dứt là giai đoạn cuối cùng trong quá trình nhân đôi DNA. Nó được bắt đầu bằng sự bắt đầu và kéo dài. Việc chấm dứt quá trình sao chép sớm có thể dẫn đến sự biểu hiện của các protein rút ngắn và do đó gây ra đột biến.

Chấm dứt là gì?

Trong quá trình sao chép hoặc tái bản, DNA mang thông tin di truyền được nhân lên trong các tế bào riêng lẻ. Sự nhân đôi diễn ra theo nguyên tắc bán bảo toàn và thường dẫn đến sự nhân đôi chính xác của thông tin di truyền. Sự sao chép được kích hoạt trong giai đoạn tổng hợp, trước giai đoạn nguyên phân, và do đó diễn ra trước khi nhân tế bào phân chia.

Khi bắt đầu sao chép, sợi kép DNA được tách ra thành các sợi đơn, trên đó các sợi bổ sung mới được hình thành. Mỗi sợi DNA được xác định bởi trình tự cơ sở của sợi đối diện. Quá trình nhân đôi DNA xảy ra trong nhiều giai đoạn. Chấm dứt là giai đoạn thứ ba và do đó là giai đoạn cuối cùng của quá trình nhân rộng. Sự kết thúc trước khi bắt đầu và kéo dài.

Một thuật ngữ đồng nghĩa để diễn đạt sự chấm dứt trong ngữ cảnh này là chỉ định Giai đoạn kết thúc. Chấm dứt ở đây có nghĩa là "bỏ dở" hoặc "chấm dứt". Trong quá trình kết thúc, sợi mRNA mới hình thành sẽ tách ra khỏi DNA thực. Công việc của DNA polymerase đang dần kết thúc. Không nên nhầm lẫn việc chấm dứt sao chép DNA với việc chấm dứt sao chép RNA.

Chức năng & nhiệm vụ

Trong giai đoạn khởi đầu sao chép, chủ yếu diễn ra các quy định về sao chép. Điểm bắt đầu của quá trình sao chép được xác định và cái gọi là mồi diễn ra. Sau khi bắt đầu, quá trình trùng hợp bắt đầu, trong đó giai đoạn kéo dài được chuyển qua. Enzyme DNA polymerase phân tách các sợi bổ sung của DNA thành các sợi đơn và lần lượt đọc các base của các sợi đơn. Trong giai đoạn này, sự nhân đôi bán không liên tục diễn ra, bao gồm một giai đoạn mồi khác.

Chỉ sau khi bắt đầu và kéo dài thì giai đoạn kết thúc mới diễn ra trong quá trình nhân rộng. Sự kết thúc khác nhau giữa các dạng sống. Ở sinh vật nhân thực như người, DNA có cấu trúc dạng vòng. Nó cũng bao gồm các trình tự kết thúc tương ứng với hai trình tự khác nhau, mỗi trình tự có liên quan đến một nhánh sao chép.

Việc chấm dứt thường không được kích hoạt bởi các cơ chế đặc biệt. Ngay sau khi hai nhánh sao chép chạy cùng nhau hoặc DNA kết thúc, quá trình sao chép sẽ tự động kết thúc tại thời điểm này. Việc sao chép được kết thúc trong một cơ chế tự động.

Trình tự kết thúc là phần tử điều khiển. Chúng đảm bảo rằng giai đoạn sao chép đến một điểm kết thúc cụ thể một cách có kiểm soát mặc dù tốc độ sao chép khác nhau trong hai nhánh sao chép. Tất cả các vị trí kết thúc tương ứng với các vị trí liên kết đối với protein Tus, "chất sử dụng đầu cuối". Protein này ngăn chặn DnaB helicase sao chép và do đó ngừng sao chép.

Ở sinh vật nhân chuẩn, các sợi vòng sao chép vẫn kết nối với nhau ngay cả sau khi sao chép. Kết nối tương ứng với điểm đầu cuối. Chỉ sau khi phân chia tế bào, chúng mới được tách ra bằng nhiều quá trình khác nhau và do đó có thể được phân chia. Kết nối vẫn còn cho đến sau khi phân chia tế bào dường như đóng một vai trò trong phân phối được kiểm soát.

Có hai cơ chế chính đóng vai trò trong quá trình phân tách cuối cùng của các vòng DNA. Các enzym như topoisomerase loại I và loại II tham gia vào quá trình phân tách. Cuối cùng, một protein phụ nhận ra codon dừng trong quá trình kết thúc. Điều này làm cho polypeptit rơi ra khỏi ribosome, vì không có t-RNA nào với bộ kháng mã thích hợp cho codon dừng. Cuối cùng, ribosome bị phá vỡ thành hai tiểu đơn vị của nó.

Bệnh tật & ốm đau

Tất cả các quá trình nhân đôi vật chất di truyền theo nghĩa là sao chép đều phức tạp và đòi hỏi nhiều nguyên liệu và năng lượng trong tế bào. Vì lý do này, lỗi sao chép tự phát có thể dễ dàng xảy ra. Nếu bộ gen thay đổi một cách tự nhiên hoặc do tác động từ bên ngoài, chúng ta đang nói về đột biến.

Lỗi sao chép có thể dẫn đến thiếu bazơ, được kết hợp với bazơ bị thay đổi hoặc là kết quả của việc ghép nối bazơ không chính xác. Ngoài ra, việc xóa và chèn một hoặc nhiều nucleotide trong hai sợi DNA có thể dẫn đến lỗi sao chép. Điều tương tự cũng áp dụng cho các chất dimer pyrimidine, đứt gãy sợi và lỗi liên kết chéo trong các sợi DNA.

Các cơ chế sửa chữa riêng biệt có sẵn trong trường hợp xảy ra lỗi sao chép. Nhiều lỗi đã đề cập được sửa chữa hết mức có thể bằng DNA polymerase. Độ chính xác sao chép tương đối cao. Tỷ lệ lỗi chỉ là một lỗi trên mỗi nucleotide, đó là do các hệ thống kiểm soát khác nhau.

Ví dụ, một cơ chế kiểm soát của tế bào nhân thực được gọi là phân rã mRNA qua trung gian vô nghĩa, có thể nhận ra các codon dừng không mong muốn trong mRNA và do đó ngăn chặn các protein rút gọn tìm thấy biểu hiện.

Các codon dừng sớm trong mRNA là do đột biến gen. Cái gọi là đột biến vô nghĩa hoặc nối thay thế và bị lỗi có thể dẫn đến các protein bị rút ngắn bị ảnh hưởng do mất chức năng. Các cơ chế kiểm soát không phải lúc nào cũng sửa được lỗi.

Có ba dạng khác nhau của rối loạn di truyền gen lặn β-thalassemia thể tự mãn: dạng thứ nhất là bệnh thalassemia thể đồng hợp tử, một căn bệnh nghiêm trọng có thể bắt nguồn từ đột biến vô nghĩa của bạn. Bệnh thalassemia dị hợp tử là một bệnh nhẹ hơn, trong đó các đột biến vô nghĩa chỉ được tìm thấy trong một bản sao duy nhất của gen β-globin. Thông qua cơ chế phân rã mRNA không qua trung gian, mRNA của gen bị lỗi có thể bị phân hủy đến mức chỉ những gen khỏe mạnh mới được biểu hiện.

Trong bệnh thalassemia thể dị hợp tử và do đó là dạng bệnh vừa phải, đột biến vô nghĩa nằm ở exon mRNA cuối cùng, do đó các cơ chế kiểm soát không được kích hoạt. Vì lý do này, ngoài β-globin khỏe mạnh, β-globin rút gọn cũng được hình thành.Tế bào Erythrocytes với β-globin khiếm khuyết bị tiêu diệt.

Một ví dụ khác về sự thất bại của cơ chế kiểm soát là chứng loạn dưỡng cơ Duchenne, cũng là do một đột biến vô nghĩa trong mRNA. Trong trường hợp này, cơ chế kiểm soát phá vỡ mRNA, nhưng do đó gây ra sự mất mát toàn bộ cái gọi là protein dystrophin.