Die DNA-Replikation kann manchmal aufgrund der Addition oder Deletion der neuen Nukleotidbasen fehlerhaft sein. Lassen Sie uns sehen, wie Fehler bei der DNA-Replikation auftreten.
Fehler bei DNA Replikation sind als Strand Slippage bekannt, bei dem die neuen Nukleotidbasen durch Mutation oder permanente Sequenzänderungen usw. der DNA hinzugefügt oder gelöscht werden. Frisch abgesonderte Strähnen gehen etwas aus. Für diese Änderung ist das Ergebnis eine Addition oder Deletion einer zusätzlichen Nukleotidbase.
Es gibt hauptsächlich drei Arten von Fehlern bei der DNA-Replikation. Sie sind Basensubstitutionen, Löschungen und Einfügungen. Wenn der Fehler nicht korrigiert wird, kann er Krebs verursachen. Hier korrigiert der Reparaturmechanismus der DNA alle Fehler.
Lassen Sie uns in diesem Artikel diskutieren, ob die DNA-Replikation korrekt ist, welche Fehler es bei der DNA-Replikation gibt, Ursachen und Auswirkungen von Fehlern bei der DNA-Replikation und viele andere verwandte Themen.
Ist die DNA-Replikation genau?
Die Fehlerrate bei der DNA-Replikation ist sehr gering. Lassen Sie uns sehen, ob die DNA-Replikation korrekt ist oder nicht.
Die DNA-Replikation ist so genau, dass die Fehlerrate bei der DNA-Replikation vernachlässigbar sein kann. Dies wird in einer Weise wie die gebildet Genom Die Stabilität hängt von der Genauigkeit der DNA-Replikation ab. Doch die fehlerhaften Genome können durch die Mutation des gesamten Genpools für den tierischen Körper tödlich sein.
Die Genauigkeit der DNA-Replikation ist aufgrund von drei Faktoren gut definiert. Sie sind Nukleotid Selektivität, Korrekturlesen und Nicht übereinstimmende Reparatur. Diese Faktoren sind die Hauptursache für weniger Fehler bei der DNA-Replikation.
Was sind Fehler bei der DNA-Replikation?
Fehler bei der DNA-Replikation sind hauptsächlich auf die Depurinierung des gesamten Genompools zurückzuführen. Lassen Sie uns diskutieren, was alle möglichen Fehler bei der DNA-Replikation sind.
Fehler bei der DNA-Replikation werden in drei Typen unterteilt: Replikationsfehler, Depurinierung von DNA und DNA-Schädigung durch die Erzeugung aktiver Sauerstoffspezies.
Lassen Sie uns unten weitere Informationen zu Fehlern bei der DNA-Replikation sehen:
- Der Bruch wird durch das Wassermolekül verursacht, was zu einem purinfreien Nukleotid führt. Dies kann bei der Replikation nicht verwendet werden.
- Das freie Purin kann während der DNA-Replikation nicht als Matrize fungieren.
- Der Verlust der Aminogruppe aus dem Nukleotid wird auch durch die Desaminierung verursacht, da es während der Fehler bei der DNA-Replikation durch die Wasserreaktion nicht als Matrize fungiert.
- Diese nicht beabsichtigten Ursachen werden durch den Reparaturprozess der DNA wieder korrigiert.
- Aber dann wird ein neues Nukleotid hinzugefügt, das zur permanenten Mutation wird.
- Es tritt während der Synthese eines neuen Strangs auf.
- Angehäufte Mutationen oder dauerhafte Sequenzänderungen sind die Ursache für diese schlechten Verhaltensweisen in der DNA der Zellen.
Ursachen von Fehlern bei der DNA-Replikation
Es gibt mehrere Gründe für die Ursache von Fehlern bei der DNA-Replikation. Lassen Sie uns sehen, was sie im Detail sind.
Fehler bei der DNA-Replikation werden hauptsächlich durch die unterschiedliche Beschaffenheit von Basenpaaren verursacht. Sie können entweder unterschiedlicher Natur oder in chemischer Form nicht tautomer sein.
Die drei Hauptursachen für Fehler bei der DNA-Replikation sind nachfolgend ausführlich besprochen:
1. Deletion: Deletion ist einer der grundlegenden Fehler bei der DNA-Replikation. Es bewirkt die Rahmenverschiebung des gesamten Genpools. Es verändert die DNA-Sequenz, indem es (mindestens) ein oder mehrere Nukleotide zerstört.
2. Insertion: Insertion ist ein weiterer grundlegender Fehler bei der DNA-Replikation. Es bewirkt die Rahmenverschiebung des gesamten Genpools. Es verändert die DNA-Sequenz, indem es (mindestens) ein oder mehrere Nukleotidbasenpaare hinzufügt.
3. Basensubstitutionen: Die Basensubstitution ist auch einer der wichtigen Fehler bei der DNA-Replikation. Es ersetzt das richtige Nukleotid durch ein beliebiges anderes Nukleotid, das den gesamten Genpool verändert. Es kann auch eine Aminosäure durch eine andere ersetzen.
Fehlerrate der DNA-Replikation
Wie bereits erwähnt, besteht eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass bei der DNA-Replikation Fehler auftreten. Betrachten wir die Rate, mit der Fehler in der DNA auftreten.
Die DNA-Replikationsfehlerrate beträgt eins von 10^10 Nukleotiden während der DNA-Synthese. Es ist so wenig, aber die Auswirkungen können tödlich sein. Es sind 10^-9 bis 10^-11 Fehler bei der DNA-Replikation pro Basenpaar. Die hohe Genauigkeit des Prozesses ist sehr entscheidend für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit der genetischen Identität.
Zum Beispiel, E. coli macht nur einen Fehler pro Milliarde Nukleotidkopien. Es beendet seine Replikation innerhalb von 60 Minuten und kann 2000 Nukleotide pro Sekunde replizieren. Im Vergleich zum menschlichen Körper ist die Anzahl der Fehler gering.
Auswirkungen von Fehlern bei der DNA-Replikation
Die Auswirkungen von Fehlern bei der DNA-Replikation sind hauptsächlich fatal. Betrachten wir die Auswirkungen von Fehlern bei der DNA-Replikation im Detail.
Fehler bei der DNA-Replikation können zu Tumoren, Krebs usw. führen. Fehler können zu Mutationen führen, die wiederum zu Tumoren führen und schließlich Krebs verursachen.
Einige der Auswirkungen von Fehlern bei der DNA-Replikation sind:
1. Keimbahnmutation
2. Chromosomenveränderungen
3. Frameshift-Mutation
4. Punktmutation
Werden Fehler in der DNA nicht rechtzeitig durch Korrekturlesen korrigiert, kommt es zu Mutationen. Einige Auswirkungen von Fehlern bei der DNA-Replikation sind- Sichelzellenanämie, eine Form von Beta-Thalassämie, Mukoviszidose, usw.
Können Fehler bei der DNA-Replikation zu Mutationen führen?
Der Reparaturmechanismus korrigiert alle Fehler, die während der DNA-Replikation auftreten. Lassen Sie uns diskutieren, ob Fehler in der DNA-Replikation zu Mutationen führen.
Fehler bei der DNA-Replikation können zu Mutationen wie der permanenten Mutation führen. Beim DNA-Reparaturmechanismus finden die Reparaturenzyme die auftretenden Fehler und beseitigen sie. Anschließend rekrutieren sie das richtige Nukleotid an Ort und Stelle. Aber einige Replikationsfehler passieren diese Prozesse und Mutationen treten auf.
Beispielsweise sind einige Basensubstitutionsmutationen Punktmutationen wie stille Mutationen, Missense- und Nonsense-Mutationen. Neben einigen Mutationen wie Frame-Shift-Mutation, Keimbahn- oder somatische Mutation. Die Haupttypen von Mutationen sind Deletion, Inversion, Insertion, Duplikation, Translokation, Genamplifikation usw.
Wie können Fehler in der DNA-Replikation zu Mutationen führen?
Fehler bei der DNA-Replikation können sogar zu einer dauerhaften Mutation führen. Es spielt also eine sehr wichtige Rolle. Die Bildung einiger Figuren hilft zu führen. Lassen Sie uns das erklären.
Die folgende Liste zeigt im Detail, wie Fehler in der DNA-Replikation zu Mutationen führen können:
- Fehler bei der DNA-Replikation können insbesondere bei der TNR (Trinucleotide Repeat)-Expansion zu Mutationen führen.
- Diese Wiederholung trägt zum Schlupf der DNA-Polymerase während der Replikation bei.
- Die Sekundärstrukturen sind wie Intra-Strang-Haarnadeln ausgebildet.
- Solche Sekundärstrukturen werden aufgrund der Wiederholungssequenz von Trinukleotiderweiterungen gebildet.
- Dafür holen sich die Enzyme zurück und replizieren den früheren Anteil.
- Als Ergebnis findet die Reparatur nicht statt. Da die Reparatur für die Fehler der Fehler in der DNA-Replikation nicht stattfindet, folgt sie dem vorherigen Weg.
- Aus diesem Grund gehen die Fehler der DNA-Replikation weiter und als Ergebnis tritt eine Mutation auf, insbesondere eine permanente Mutation.
Welche Art von Mutationen werden durch zufällige Fehler bei der DNA-Replikation verursacht?
Es gibt drei Arten von Mutationen, die während der Zeit von Fehlern bei der DNA-Replikation auftreten. Aber es gibt noch mehr Typen unter Deletion, Insertion, Base Substitution. Lassen Sie uns darüber diskutieren.
Arten von Mutationen wie Punktmutation, chromosomale Mutation, Keimbahn- oder somatische Mutation und Frameshift-Mutation werden durch zufällige Fehler bei der DNA-Replikation verursacht. Unter Punktmutation gibt es noch mehr Typen. Außerdem können diese Mutationen aus verschiedenen Gründen verursacht werden.
Die Mutation wird durch die Substanz namens Mutagen verursacht. Es kann Strahlung, Chemikalien, giftige Materialien oder etwas anderes sein. Sie sind sehr spontan in der Umwelt.
Punktmutation
Punktmutation ist eine Art von Mutation, bei der nur ein Nukleotid verändert oder verschoben oder ersetzt wird. Es gibt drei Arten von Punktmutationen bei Fehlern der DNA-Replikation. Sie sind Silent-, Missense- und Nonsense-Mutationen.
Chromosomale Mutation
Im Falle einer chromosomalen Mutation wird die Struktur des Chromosoms während der Fehler der DNA-Replikation verändert. Sie können durch den Kern verändert oder verändert werden.
Frameshift-Mutation
Bei einer Frameshift-Mutation können Nukleotide in den Fehlern bei der DNA-Replikation hinzugefügt oder gelöscht werden. Dazu wird die Verschiebung des gesamten DNA-Poolrahmens verändert. Ein oder mehrere Nukleotide können diese Verschiebung bewirken.
Induzierte Mutationen werden durch Fehler in der DNA-Replikation initiiert
Eine Mutation verändert die gesamte DNA-Sequenz eines bestimmten Organismus. Lassen Sie uns mehr über induzierte Mutationen untersuchen, die durch Fehler in der DNA-Replikation ausgelöst werden.
Induzierte Mutationen werden durch Fehler bei der DNA-Replikation ausgelöst, da während der Zellteilung Mutagene in der DNA explodieren, die während des Replikationsprozesses, führen sie zur Mutation.
Die induzierte Mutation führt dann zu einer permanenten Mutation. Eine Genmutation kann in vielen Genen verursacht werden oder die Ursache für den Verlust eines oder mehrerer Gene sein. Es kann DNA-Nukleotide (eines oder mehrere) verändern.
Wie werden DNA-Replikationsfehler korrigiert?
Fehler bei der DNA-Replikation werden teilweise durch den zuverlässigen Prozess korrigiert. Lassen Sie uns sehen, was sie im Detail sind.
DNA-Replikationsfehler werden hauptsächlich durch zwei Verfahren korrigiert, nämlich Korrekturlesen und Mismatch-Reparatur. Beim Korrekturlesen werden die Fehler in der DNA-Replikation während der Zeit der DNA-Replikation reformiert, und bei der Reparatur von Fehlpaarungen werden die Fehler nach der DNA-Replikation reformiert.
Korrekturlesen
Durch das Korrekturlesen entsteht eine Struktur, die die anderen Proteine dazu einlädt, den Fehler zu reparieren, weil die darin enthaltenen Proteine in der Lage sind, die Fehler bei der DNA-Replikation einzudämmen.
Beim Korrekturlesen identifiziert die Polymerase-Form der DNA Fehler in der DNA-Replikation. Dann ersetzt es das falsch eingefügte oder gelöschte Nukleotid. Nach der Korrektur wird die Replikation mit ihrem eigenen Ablauf fortgesetzt.
Nicht übereinstimmende Reparatur
Mismatch-Reparatur ist, wenn die Fehler korrigiert werden, nachdem die Gabelbildung während der DNA-Replikation nicht repariert wurde. Aber es ist spezifisch für einzelne Stränge. Fehler in der DNA-Replikation werden nach dem Prozess reformiert, da dies die endgültige Korrektur ist.
Bei der Fehlpaarungsreparatur gibt es bestimmte Gene, die dazu beitragen, Fehler bei der DNA-Replikation nach Abschluss der Replikation zu verhindern. Die Gene sind PMS2, MLH1, MSH2, MSH6.
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Warum sind DNA-Replikationsfehler wirkungsvoller als Fehler bei der Transkription?
Die Replikation ist ein sehr wichtiger Prozess als die Transkription. Außerdem sind die Fehler der RNA-Transkription nicht so stark wie die Fehler bei der DNA-Replikation. Lassen Sie uns darüber diskutieren.
DNA-Replikationsfehler sind wirkungsvoller als die Fehler bei der Transkription von RNA, da sie nicht wie die Fehler bei der DNA-Replikation vererbbar sind. Außerdem wird während der Transkription eine sehr geringe Anzahl von Proteinen verändert. Die Veränderung ist nicht sehr schädlich wie die Nachbildung und kann geheilt werden.
Zum Beispiel beträgt die Fehlerrate bei der Transkription 2.3*10^-5 in mRNA bis 5.2*10^-5 in rRNA pro Nukleotid für eine bestimmte Bakterienart. Aber es wird nicht wie die Fehler bei der DNA-Replikation an die nächste Generation weitergegeben.
Kann Zelle DNA-Replikationsfehler reparieren?
Die Zelle kann einige der DNA-Replikationsfehler reparieren. Es ist eine sehr glückliche Sache, dass Zellen einige der überlegenen Qualitäten haben, um die Fehler zu korrigieren. Lassen Sie uns mehr erkunden.
Eine Zelle kann in einigen Fällen DNA-Replikationsfehler reparieren. Zellen haben spezifische Eigenschaften, um einige Fehler oder Fehler bei der DNA-Replikation zu bekämpfen. Zellen können sie auch auf einen bestimmten Prozentsatz fixieren. Während des Zellzyklus können Zellen sie durch Korrekturlesen und Fehlpaarungsreparatur verwalten.
Einige der Reparaturmechanismen zur Bekämpfung und Behebung von Fehlern bei der DNA-Replikation während des Zellzyklus sind die direkte Umkehrung des Schadens, die Exzisionsreparatur, die Reparatur nach der Replikation, BER (Basisexzisionsreparatur), NER (Nukleotidexzisionsreparatur), MMR (Fehlpaarungsreparatur), HR (homologe Rekombination) und NHEJ (Non Homologous End Joining).
Warum sind Fehler bei der DNA-Replikation so selten?
Fehler bei der DNA-Replikation sind so selten, dass beim Kopieren ein Fehler in Milliarden von Nukleotiden auftritt. Lassen Sie uns den Grund dafür verstehen.
Fehler bei der DNA-Replikation sind deshalb so selten Korrekturlesen und Korrektur von Fehlanpassungen Mechanismen der Fehlerbeseitigung. Es tritt gelegentlich auf, wenn die falschen Nukleotide von der Polymerase der DNA eingefügt werden. Wenn dies nicht der Fall ist, können sie zu Mutationen führen, die zu Krebs führen können.
Das Korrekturlesen behebt alle Fehler vor der Replikation und die Diskrepanz behebt die Fehler nach der Replikation. Infolgedessen beträgt die Fehlerrate eins von 10^4 bis 10^5 Nukleotiden in der Synthese. Selbst wenn es einige Fehler gibt, beträgt die Rate weniger als 0.001 %.
CSchlussfolgerung
Am Ende des Artikels wird bewiesen, dass Fehler bei der DNA-Replikation sehr selten sind und wenn der Fehler nach den Reparaturmechanismen bestehen bleibt, kann dies zu einer dauerhaften Mutation (wenn auch vielen kleinen Mutationen) führen, die dann zu Krebs oder anderen tödlichen Folgen führt Gesundheitsbedingungen auch für die nächsten Generationen. Da die DNA-Replikation ein sehr entscheidender und wichtiger Vorgang während des Zellzyklus ist, handelt es sich um ein hochgradig geschütztes System.
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