Βασική διαφορά – Replication Bubble vs Replication Fork
Η φυσαλίδα αντιγραφής και οι διχάλες αντιγραφής είναι δύο δομές που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA και η βασική διαφορά μεταξύ της φυσαλίδας αντιγραφής και της διχάλας αντιγραφής είναι ότι η φυσαλίδα αντιγραφής είναι ένα άνοιγμα που υπάρχει μέσα στον κλώνο του DNA κατά την έναρξη της αντιγραφής ενώ οι περόνες αντιγραφής είναι δομές που υπάρχουν στη φυσαλίδα αναπαραγωγής που δηλώνουν την πραγματική εμφάνιση της αναπαραγωγής.
Στο πλαίσιο της μοριακής βιολογίας, η αντιγραφή του DNA είναι μια διαδικασία όπου παράγονται δύο πανομοιότυπα αντίγραφα DNA από ένα μόριο DNA. Αυτή η βιολογική διαδικασία είναι η βάση της συνέχειας όλων των μορφών ζωής και της βιολογικής κληρονομιάς. Η αντιγραφή του DNA συμβαίνει σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Η διαδικασία αντιγραφής αποτελείται από διαφορετικές τεχνικές, ένζυμα, βιολογικές ενώσεις και δομές αντιγραφής που έχουν δημιουργηθεί για την έναρξη της αντιγραφής και την επεξεργασία της. Η φυσαλίδα αντιγραφής και οι διχάλες αντιγραφής είναι τέτοιες δομές που σχηματίζονται κατά την αντιγραφή του DNA. Τόσο η φυσαλίδα αντιγραφής όσο και η διχάλα αντιγραφής υπάρχουν σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες.
Τι είναι το Replication Bubble;
Η αντιγραφή DNA είναι μια διαδικασία όπου ένα μόριο DNA αντιγράφεται και δημιουργεί ένα αντίγραφο του εαυτού του. Η φυσαλίδα αντιγραφής θεωρείται ως το άνοιγμα που υπάρχει εντός του κλώνου του DNA κατά την έναρξη της αντιγραφής. Ο σχηματισμός φυσαλίδων αντιγραφής ποικίλλει σε προκαρυώτες και ευκαρυώτες. Οι προκαρυώτες περιέχουν μία φυσαλίδα αντιγραφής ενώ οι ευκαρυώτες περιέχουν πολλές φυσαλίδες αντιγραφής.
Η φυσαλίδα αναπαραγωγής έχει την ικανότητα να αναπτύσσεται προς δύο κατευθύνσεις λόγω της παρουσίας διχάλων αντιγραφής. Σε κάθε φούσκα αναπαραγωγής, υπάρχουν δύο διχάλες αναπαραγωγής. Αυτό είναι το σημείο όπου διασπάται η διπλή έλικα του γονικού DNA. Στο πλαίσιο των ευκαρυωτικών οργανισμών, περιέχουν έναν πραγματικό πυρήνα. Το ευκαρυωτικό DNA είναι γραμμικό. Για αυτόν τον λόγο, η αναπαραγωγή λαμβάνει χώρα σε πολλαπλές τοποθεσίες με αποτέλεσμα την παρουσία πολλαπλών φυσαλίδων αναπαραγωγής.
Η λειτουργία της φυσαλίδας αντιγραφής συμβαίνει με το ένζυμο ελικάση DNA που σπάει τους δεσμούς υδρογόνου που υπάρχουν μεταξύ των αζωτούχων βάσεων των δύο μητρικών κλώνων DNA. Οι πρωτεΐνες δέσμευσης μονής έλικας συνδέονται με τους διαχωρισμένους γονικούς κλώνους DNA για να αποτρέψουν την αναμόρφωση των δεσμών υδρογόνου.
Εικόνα 01: Φυσαλίδες αντιγραφής ευκαρυωτικού DNA
Το σπάσιμο των δεσμών υδρογόνου μεταξύ των δύο κλώνων έχει ως αποτέλεσμα τη χαλάρωση της διπλής έλικας και επίσης τη δημιουργία τάσης πιο κάτω στο μόριο λόγω της εκτύλιξης. Το ένζυμο τοποϊσομεράση περιλαμβάνει το σπάσιμο των φωσφοδιεστερικών συνδέσεων της διπλής έλικας πιο κάτω από τη φυσαλίδα αντιγραφής που ανακουφίζει από την τάση σε αυτές τις περιοχές μέσω άμεσης επανασύνδεσης.
Τι είναι το Replication Fork;
Στο πλαίσιο του κυτταρικού κύκλου, η αντιγραφή του DNA λαμβάνει χώρα στη φάση S. Η διαδικασία ξεκινά με αλληλουχίες DNA που είναι προκαθορισμένες και ονομάζονται αφετηρίες αντιγραφής. Σε αυτές τις περιοχές, σχηματίζονται φυσαλίδες αντιγραφής που πυροδοτούν την αντιγραφή του DNA. Αναφέρθηκε προηγουμένως ότι κάθε φούσκα αναπαραγωγής περιέχει δύο διχάλες αναπαραγωγής. Όταν πυροδοτείται η αντιγραφή του DNA, οι πρωτεΐνες αντιγραφής οργανώνονται σε μια δομή που μοιάζει με μια διχάλα με δύο άκρες. Λόγω του σχηματισμού μιας τέτοιας δομής, αυτό ονομάζεται πιρούνι αντιγραφής. Αυτές οι πρωτεΐνες αντιγραφής συντονίζουν ολόκληρη τη διαδικασία αντιγραφής του DNA.
Η ελικάση DNA ξετυλίγει το δίκλωνο γονικό DNA σε δύο μονούς κλώνους σπάζοντας τους δεσμούς υδρογόνου που συνδέουν τις αζωτούχες βάσεις των δύο κλώνων. Αυτό συμβαίνει μπροστά από τη διχάλα αντιγραφής και δημιουργεί μονόκλωνο DNA.
Οι κύριες λειτουργίες του πιρουνιού αντιγραφής είναι το ξετύλιγμα του DNA και η σύνθεση DNA. Η σύνθεση DNA από τη διχάλα αντιγραφής επιτυγχάνεται με το ένζυμο πολυμεράση DNA. Η DNA πολυμεράση συνδέει βάσεις DNA με τη σωστή αλληλουχία σύμφωνα με τη θεωρία του συμπληρωματικού ζεύγους βάσεων.
Εικόνα 02: Στοιχεία πιρουνιού αναπαραγωγής
Για να αποτραπεί το στάσιμο του πιρουνιού αντιγραφής, υπάρχει ένα ειδικό σύμπλεγμα πρωτεϊνών γνωστό ως σύμπλεγμα προστασίας πιρουνιού αντιγραφής. Η κύρια λειτουργία αυτού του συμπλέγματος είναι να επανασταθεροποιεί εάν η διχάλα αντιγραφής έχει σταματήσει για οποιονδήποτε λόγο και περιλαμβάνει το συντονισμό της σύνθεσης προπορευόμενων και καθυστερημένων κλώνων και επίσης στη σηματοδότηση σημείων ελέγχου αναπαραγωγής.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του Replication Bubble και του Replication Fork;
- Τόσο η φυσαλίδα αντιγραφής όσο και η διχάλα αντιγραφής μπορούν να φανούν κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA.
- Και οι δύο δομές είναι κοινές τόσο για την αντιγραφή του προκαρυωτικού όσο και του ευκαρυωτικού DNA.
- Και οι δύο δομές βοηθούν και πυροδοτούν την αντιγραφή του DNA.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Replication Bubble και του Replication Fork;
Replication Bubble vs Replication Fork |
|
| Φυσαλίδα αντιγραφής ορίζεται ως ένα άνοιγμα που υπάρχει εντός του κλώνου του DNA κατά την έναρξη της αντιγραφής. | Η διχάλα αντιγραφής ορίζεται ως οι δομές που υπάρχουν στη φυσαλίδα αναπαραγωγής που υποδηλώνει την εμφάνιση της αναπαραγωγής. |
| Προκαρυωτική αντιγραφή | |
| Σχηματίζεται μία φυσαλίδα αναπαραγωγής. | Σχηματίζεται ένα πιρούνι αναπαραγωγής. |
| Ευκαρυωτική αντιγραφή | |
| Σχηματίζονται πολλαπλές φυσαλίδες αναπαραγωγής. | Σχηματίζονται πολλαπλές διχάλες αναπαραγωγής. |
Σύνοψη – Replication Bubble vs Replication Fork
Η αντιγραφή DNA είναι μια διαδικασία όπου ένας μητρικός κλώνος DNA δίνει δύο πανομοιότυπα αντίγραφα του εαυτού του. Η διαδικασία αντιγραφής αποτελείται από διαφορετικά στοιχεία. Η φυσαλίδα αντιγραφής είναι ένα άνοιγμα του κλώνου DNA όπου λαμβάνει χώρα η έναρξη της αντιγραφής. Στους ευκαρυώτες υπάρχουν πολλαπλές φυσαλίδες αντιγραφής ενώ στους προκαρυώτες υπάρχει μόνο μία φυσαλίδα αντιγραφής. Κάθε φούσκα αναπαραγωγής περιέχει δύο διχάλες αναπαραγωγής. Μια διχάλα αντιγραφής ορίζεται ως ένα σύνολο πρωτεϊνών αντιγραφής που προειδοποιούνται σε μια διχάλα δύο οδών που επιβεβαιώνει την έναρξη της διαδικασίας αντιγραφής. Το σύμπλεγμα προστασίας του πιρουνιού αναπαραγωγής υπάρχει για επανασταθεροποίηση εάν το πιρούνι αντιγραφής έχει σταματήσει. Τα προκαρυωτικά περιέχουν ένα σύμπλεγμα διχάλων αντιγραφής, ενώ στους ευκαρυώτες, υπάρχουν πολλαπλοί αριθμοί διχάλων. Αυτή είναι η διαφορά μεταξύ της φυσαλίδας αναπαραγωγής και της διχάλας αναπαραγωγής.
