Kľúčový rozdiel – replikačná bublina a replikačná vidlica
Replikačná bublina a replikačné vidlice sú dve štruktúry vytvorené počas replikácie DNA a kľúčový rozdiel medzi replikačnou bublinou a replikačnou vidlicou je v tom, že replikačná bublina je otvor prítomný vo vlákne DNA počas iniciácie replikácie, zatiaľ čo replikačné vidlice sú štruktúry prítomné v replikačnej bubline, ktoré označujú skutočný výskyt replikácie.
V kontexte molekulárnej biológie je replikácia DNA proces, pri ktorom sa z molekuly DNA vytvárajú dve identické kópie DNA. Tento biologický proces je základom kontinuity všetkých foriem života a biologického dedičstva. K replikácii DNA dochádza vo všetkých živých organizmoch. Replikačný proces pozostáva z rôznych techník, enzýmov, biologických zlúčenín a replikačných štruktúr, ktoré sa vytvárajú na spustenie replikácie a na jej spracovanie. Replikačná bublina a replikačné vidlice sú také štruktúry, ktoré sa tvoria počas replikácie DNA. Replikačná bublina aj replikačná vidlica sú prítomné v prokaryotoch a eukaryotoch.
Čo je replikačná bublina?
Replikácia DNA je proces, pri ktorom sa molekula DNA replikuje a vytvára svoju kópiu. Replikačná bublina sa považuje za otvor, ktorý je prítomný vo vlákne DNA počas iniciácie replikácie. Tvorba replikačných bublín sa u prokaryotov a eukaryotov líši. Prokaryoty obsahujú jednu replikačnú bublinu, zatiaľ čo eukaryoty obsahujú viacero replikačných bublín.
Replikačná bublina má schopnosť rásť dvoma smermi vďaka prítomnosti replikačných vidlíc. V každej replikačnej bubline sú dve replikačné vidlice. Toto je bod, kde sa dvojzávitnica rodičovskej DNA rozdelí. V kontexte eukaryotických organizmov obsahujú skutočné jadro. Eukaryotická DNA je lineárna. Z tohto dôvodu sa replikácia vyskytuje na viacerých miestach, čo vedie k prítomnosti viacerých replikačných bublín.
Fungovanie replikačnej bubliny nastáva vďaka enzýmu DNA helikáza, ktorý ruší vodíkové väzby prítomné medzi dusíkatými bázami dvoch rodičovských reťazcov DNA. Jednovláknové väzbové proteíny sú pripojené k oddeleným reťazcom rodičovskej DNA, aby sa zabránilo pretvoreniu vodíkových väzieb.
Obrázok 01: Replikačné bubliny eukaryotickej DNA
Prerušenie vodíkových väzieb medzi dvoma vláknami má za následok relaxáciu dvojitej špirály a tiež vybudovanie napätia ďalej v molekule v dôsledku odvíjania. Enzým topoizomeráza sa podieľa na prerušení fosfodiesterových väzieb dvojitej špirály v smere ďalej od replikačnej bubliny, čo uvoľňuje napätie v týchto oblastiach okamžitým opätovným pripojením.
Čo je Replication Fork?
V kontexte bunkového cyklu dochádza k replikácii DNA vo fáze S. Proces začína sekvenciami DNA, ktoré sú preddefinované a nazývajú sa počiatky replikácie. V týchto oblastiach sa vytvárajú replikačné bubliny, ktoré spúšťajú replikáciu DNA. Už bolo spomenuté, že každá replikačná bublina obsahuje dve replikačné vidlice. Keď je spustená replikácia DNA, replikačné proteíny sa organizujú do štruktúry, ktorá pripomína dvojhrotú vidlicu. Kvôli vytvoreniu takejto štruktúry sa to nazýva replikačná vidlica. Tieto replikačné proteíny koordinujú celý proces replikácie DNA.
DNA helikáza rozvinie dvojvláknovú rodičovskú DNA na dve jednoduché vlákna prerušením vodíkových väzieb spájajúcich dusíkaté bázy týchto dvoch vlákien. K tomu dochádza pred replikačnou vidličkou a vytvára jednovláknovú DNA.
Hlavnými funkciami replikačnej vidlice sú odvíjanie DNA a syntéza DNA. Syntéza DNA replikačnou vidlicou sa dosahuje pomocou enzýmu DNA polymerázy. DNA polymeráza spája DNA bázy v správnom poradí podľa teórie komplementárneho párovania báz.
Obrázok 02: Komponenty replikačnej vidlice
Aby sa zabránilo zastaveniu replikačnej vidlice, existuje špeciálny proteínový komplex známy ako ochranný komplex replikačnej vidlice. Hlavnou funkciou tohto komplexu je opätovná stabilizácia, ak sa replikačná vidlica z akéhokoľvek dôvodu zastaví, a zahŕňa koordináciu syntézy vedúcich a zaostávajúcich reťazcov a tiež signalizáciu kontrolného bodu replikácie.
Aké sú podobnosti medzi replikačnou bublinou a replikačnou vidlicou?
- Počas replikácie DNA je možné vidieť replikačnú bublinu aj replikačnú vidlicu.
- Obe štruktúry sú spoločné pre prokaryotickú aj eukaryotickú replikáciu DNA.
- Obe štruktúry pomáhajú a spúšťajú replikáciu DNA.
Aký je rozdiel medzi replikačnou bublinou a replikačnou vidlicou?
Replikačná bublina vs Replikačná vidlica |
|
| Replikačná bublina je definovaná ako otvor, ktorý je prítomný vo vlákne DNA počas iniciácie replikácie. | Replikačná vidlica je definovaná ako štruktúry, ktoré sú prítomné v replikačnej bubline, ktorá označuje výskyt replikácie. |
| Prokaryotická replikácia | |
| Vytvorila sa jedna replikačná bublina. | Je vytvorená jedna replikačná vidlica. |
| Eukaryotická replikácia | |
| Vytvárajú sa viaceré replikačné bubliny. | Vytvárajú sa viaceré replikačné vidlice. |
Summary – Replication Bubble vs Replication Fork
Replikácia DNA je proces, pri ktorom materské vlákno DNA dáva dve identické kópie seba samého. Proces replikácie pozostáva z rôznych komponentov. Replikačná bublina je otvorenie reťazca DNA, kde dochádza k iniciácii replikácie. V eukaryotoch sú prítomné viaceré replikačné bubliny, zatiaľ čo v prokaryotoch je prítomná iba jedna replikačná bublina. Každá replikačná bublina obsahuje dve replikačné vidlice. Replikačná vidlica je definovaná ako súbor replikačných proteínov varovaných v dvojhrotovej vidlici, ktorá potvrdzuje spustenie procesu replikácie. Ochranný komplex replikačnej vidlice je prítomný, aby sa restabilizoval, ak sa replikačná vidlica zastaví. Prokaryoty obsahujú jediný komplex replikačných vidlíc, zatiaľ čo v eukaryotoch existuje viacero vidlíc. Toto je rozdiel medzi replikačnou bublinou a replikačnou vidličkou.
