Det Afslutning er den sidste fase i DNA-replikation. Det foregår med initiering og forlængelse. En tidlig afslutning af replikationen kan resultere i ekspression af forkortede proteiner og dermed en mutation.
Hvad er opsigelsen?
Under replikation eller reduplikation multipliceres det genetiske informationsbærer-DNA i individuelle celler. Duplikationen finder sted i henhold til det semikonservative konsortium og fører normalt til en nøjagtig duplikation af den genetiske information. Replikation udløses i syntesefasen, før mitosefasen, og finder således sted, før cellekernen deler sig.
I begyndelsen af replikationen adskilles den dobbelte DNA-streng i enkeltstrenge, hvorpå nye komplementære strenge dannes. Hver DNA-streng bestemmes af basesekvensen for den modsatte streng. DNA-replikation forekommer i flere faser. Afslutning er den tredje og derfor sidste fase af replikering. Opsigelse foregår med initiering og forlængelse.
Et synonymt udtryk for at udtrykke opsigelse i denne sammenhæng er betegnelsen Afslutningsfase. Opsigelse betyder her "abort" eller "opsigelse". Under afslutningen løsnes den nydannede mRNA-streng fra det faktiske DNA. Arbejdet med DNA-polymerase er langsomt ved at ende. Afslutningen af DNA-replikation bør ikke forveksles med afslutningen af replikation af RNA.
Funktion & opgave
I replikationsfasen af initiering finder primært reguleringen af replikation sted. Udgangspunktet for replikationen bestemmes, og den såkaldte priming finder sted. Efter initieringen begynder polymerisationen, i hvilken forlængelsesfasen passeres. Enzymet DNA-polymerase adskiller komplementære strenge af DNA'et i enkeltstrenge og læser baserne af de enkelte strenge den ene efter den anden. I denne fase finder semi-diskontinuerlig fordobling sted, som inkluderer en anden fase af grunding.
Først efter initiering og forlængelse følger afslutningsfasen inden for replikation. Opsigelsen adskiller sig fra livsform til livsform. I eukaryoter som mennesker er DNA'et struktureret i en ring. Det inkluderer også termineringssekvenser, der svarer til to forskellige sekvenser, som hver er relevant for en replikationsgaffel.
Opsigelsen udløses normalt ikke af særlige mekanismer. Så snart to replikationsgafler løber sammen, eller DNA'et slutter, afsluttes replikationen automatisk på dette tidspunkt. Replikeringen afsluttes i en automatisk mekanisme.
Termineringssekvenser er kontrolelementer. De sikrer, at replikationsfasen ankommer til et specifikt slutpunkt på en kontrolleret måde på trods af de forskellige replikationshastigheder i de to replikationsgafler. Alle termineringssteder svarer til bindingssteder for Tus-proteinet, det "terminus, der anvender stof". Dette protein blokerer den replikerende helikase DnaB og stopper således replikation.
I eukaryoter forbliver de replikerede ringstrenge forbundet med hinanden, selv efter replikering. Forbindelsen svarer til terminalpunktet. Først efter celledeling adskilles de ved forskellige processer og kan således opdeles. Forbindelsen, der forbliver indtil efter celledeling synes at spille en rolle i den kontrollerede distribution.
Der er to hovedmekanismer, der spiller en rolle i den endelige adskillelse af DNA-ringerne. Enzymer såsom type I og type II topoisomerase er involveret i separationen. Endelig genkender et hjælpeprotein stopkodonet under terminering. Dette får polypeptidet til at falde ned fra ribosomet, da der ikke er noget t-RNA med et passende antikodon til stopkodonet tilgængeligt. Ribbosomet nedbrydes i sidste ende i sine to underenheder.
Sygdomme og lidelser
Alle processer til duplikering af det genetiske materiale i form af replikation er komplicerede og kræver en høj udgift af stoffer og energi i cellen. Af denne grund kan spontane replikeringsfejl let forekomme. Hvis genomet ændres spontant eller induceres udefra, taler vi om mutationer.
Replikeringsfejl kan resultere i manglende baser, være forbundet med ændrede baser eller være resultatet af forkert baseparring. Derudover kan deletion og indsættelse af enkelt eller flere nukleotider i de to DNA-strenge føre til replikationsfejl. Det samme gælder pyrimidindimerer, strengbrud og tværbindingsfejl i DNA-strengene.
Separate reparationsmekanismer er tilgængelige i tilfælde af en replikationsfejl. Mange af de nævnte fejl korrigeres så vidt muligt ved hjælp af DNA-polymerase. Replikationsnøjagtigheden er relativt høj. Fejlfrekvensen er kun en fejl pr. Nukleotid, som kan tilskrives forskellige kontrolsystemer.
For eksempel er en kontrolmekanisme af eukaryote celler kendt som nonsens-medieret mRNA-henfald, som kan genkende uønskede stopkodoner i mRNA'et og således forhindre forkortede proteiner i at finde ekspression.
For tidlige stopkodoner i mRNA skyldes genmutationer. Såkaldte nonsensmutationer eller alternativ og defekt splejsning kan resultere i forkortede proteiner, der er påvirket af funktionelle tab. Kontrolmekanismerne kan ikke altid rette fejlene.
Den autosomale recessive arvelige lidelse ß-thalassæmi findes i tre forskellige former: den første er homozygot thalassæmi, en alvorlig sygdom, der er forårsaget af din nonsensmutation. Heterozygot thalassæmi er en mildere sygdom, hvor nonsensmutationerne kun findes i en enkelt kopi af ß-globin-genet. Gennem mekanismen for nonsens-medieret mRNA-henfald kan mRNA'et for det defekte gen nedbrydes i en sådan grad, at kun sunde gener udtrykkes.
Ved heterozygot thalassæmi og dermed den moderate form af sygdommen er nonsensmutationen i den sidste mRNA-ekson, så kontrolmekanismerne ikke aktiveres. Af denne grund dannes foruden sundt ß-globin også forkortet ß-globin.Erythrocytter med det defekte β-globin omkommer.
Et andet eksempel på svigt i kontrolmekanismen er Duchenne muskeldystrofi, hvilket også skyldes en nonsensmutation i mRNA. I dette tilfælde nedbryder kontrolmekanismen mRNA, men forårsager således et totalt tab af det såkaldte dystrophinprotein.
