生物学における複製とは、人体が次の形式で保存する遺伝情報の複製を指します。 デオキシリボ核酸 (DNA). 特定の 酵素 元の DNA 鎖の半分を保存して、遺伝子をコピーします。 したがって、生物学は半保存的複製にも言及します。
レプリケーションとは何ですか?
複製は増殖する生物学的プロセスです デオキシリボ核酸 （DNA）。 DNA は XNUMX 種類のヌクレオシドからなる長鎖です。 ヌクレオシドは シュガー （デオキシリボース）と核酸。 核には、DNA の形で存在します。 染色体コイル状になっていない DNA とタンパク質からなる . レプリケーションの場合、 染色体 ほどくとDNA二本鎖が滑らかになります。 次に、ジッパーの歯の列のように、XNUMX つの相補的 DNA 鎖が互いに分離します。 そうして初めて、実際の複製を開始できます。 すべての生物は遺伝情報を半保存的に増やします: 二本鎖の半分は残り、残りの半分は新たに 酵素. したがって、最初の娘世代では、各コピーは親細胞の元の DNA の半分を持っています。 第二世代の娘でも、遺伝子の 1958 分の XNUMX を占めています。 XNUMX 年という早い段階で、研究者メセルソンとスタールは半保存的複製を証明することができました。 そうするために、彼らは生化学マーカーを使用して、そのDNAをラベル付けしました 細菌. 科学者が半保存的複製を予測していたように、分析は元の DNA と新しい DNA の量的比率を確認しました。
機能とタスク
ほとんどの人が関連付ける 遺伝学 親から子へと受け継がれる形質を受け継いでいます。 これは非常になじみのある機能ですが、レプリケーションの唯一の機能ではありません。 DNAの複製は人間の体内で起こるだけでなく、 卵 & 精子. すべての細胞分裂には、DNA のコピーが必要です。 遺伝子は代謝プロセスを制御し、生体分子の設計図を提供するため、核内の遺伝子がなければ細胞は機能しません。 XNUMXつの異なる 核酸 ヒトDNAで発生：アデニン、グアニン、シトシン、チミン。 そのうちの XNUMX つは、いわゆる塩基対を形成します。 それらはパズルの XNUMX つのピースのように組み合わされます。 ヌクレオシドの配列は、人体のすべての遺伝情報を含む遺伝暗号を表しています。 個々のヌクレオシドの組み合わせは、文字の組み合わせに匹敵します。アルファベットには限られた数の文字しか含まれていませんが、それらからほぼ無限の数の単語を作成できます。 理論的には、細胞が情報を保存して伝達するために必要な DNA は XNUMX 本だけです。 しかし、DNAには互いに補完し合うXNUMX本の鎖があります。 したがって、各情報は XNUMX 回保存されます。 科学者はまた、相補的 DNA 鎖をテンプレートと呼んでいます。 XNUMX 本のチェーンが互いに巻き付いて、特徴的な二重らせんを形成しています。 高度に専門化 酵素 細胞核の DNA をコピーします。 これらの触媒は、生物学では DNA ポリメラーゼとして知られており、タンパク質で構成されています。 . これまでのところ、科学者は、実行する機能がわずかに異なる XNUMX つの異なる DNA ポリメラーゼを特定できています。 DNAポリメラーゼは、プライマーでマークされた非常に特定の部位でDNA鎖にドッキングします。 プライマーは、ポリメラーゼが新しいDNA鎖の最初のヌクレオシドを接続するための開始分子です。 酵素はXNUMXつを分割することによって彼らの仕事のためのエネルギーを取得します リン酸塩 ヌクレオシドからの残基で、構成要素として使用されます。 プライマーから、ポリメラーゼは 5' 末端から 3' 末端まで働きます。 これは、元の遺伝子の両方の DNA 鎖で同時に発生します。 鎖の XNUMX つで、酵素は継続的に進行し、相補的な核酸を付加することができます。 拠点 一つずつ。 ただし、反対側の鎖はミラーリングされ、したがって「間違った」順序で進行するため、複製は不連続な合成としてそこで行われます。 ポリメラーゼはまた、プライマーから開始してテンプレートで DNA をコピーします。 ただし、プロセスを繰り返し中断するため、フラグメントしか合成できません。 これらのいわゆる岡崎フラグメントは、後で別の酵素 – これも DNA ポリメラーゼによって結合されます。 次に、DNAリガーゼが新しい二本鎖を横切って移動し、整列したヌクレオシドを鎖に結合します。
疾患および障害
レプリケーションのエラーは、 つながる の開発に 遺伝病 特定の病気がなくても。 ときどき、DNA ポリメラーゼが間違ったヌクレオシドを新しい DNA 鎖に取り込みます。 このようなエラーは、生物学では点突然変異と呼ばれます。 別のタイプの突然変異である挿入では、酵素は複製中にあまりにも多くのヌクレオシドを挿入します。 これにより、ヌクレオシドを XNUMX つのグループに分割するグリッドが移動します。 XNUMX つのグループが形成されます。 遺伝子. 削除すると読み枠もずれます。 挿入とは対照的に、酵素は複製中にヌクレオシドをスキップします。ヌクレオシドは DNA コピーで削除されているように見えます。 このエラーは、他の酵素が DNA を正しく読み取れないことを意味します。 その結果、細胞ビルディング ブロックまたはメッセンジャー物質が誤って生成されます。 その結果、代謝障害が発生し、さまざまな身体疾患につながる可能性があります。 ただし、突然変異が必ずしも病気を引き起こすとは限りません。 特に、点突然変異は、タンパク質合成にとって実用的な意味を持たない DNA セグメント内で発生する場合、リスクが低くなります。 複製エラーは、欠陥のある DNA が卵や 精子 細胞。 アン 胚 この DNA から発生する DNA には、変異した DNA に加えてエラーのない DNA がありません。その DNA の新しいコピーごとに、変異も含まれています。
