Replikacija eukariotske DNK

replikacija DNK]]
**Replikacija eukariotske DNK**, znana i kao **eukariotska replikacija DNK** je konzervirani mehanizam koji ograničava replikaciju DNK na jedan proces po ćelijskom ciklusu. Replikacija eukariotske hromosomske DNK je centralna za umnožavanje ćelija i neophodna je za održavanje eukariotskog genoma.

Replikacija DNK odvija se djelovanjem DNK-polimeraza sinteze DNK lanca komplementarnog originalnom šablonskom lancu. Da bi se sintetizirala DNK, dvolančana DNK se odmotava pomoću DNK-helikaze ispred polimeraza, formirajući replikacijsku viljušku, koja sadrži dva jednolančana šablona. Procesi replikacije dozvoljavaju kopiranje jedne dvostruke spirale DNK u dvije spirale DNK, koje su podijeljene na ćelije kćeri u mitozi. Glavne enzimske funkcije koje se izvode na replikacijskoj viljušci dobro su konzervirane od prokariota do eukariota, ali mehanizam za replikaciju u replikaciji eukariotske DNK je mnogo veći kompleks, koji koordinira mnoge proteine na mjestu replikacije, formirajući replisome.

Replisom je odgovoran za kopiranje cjelokupne genomske DNK u svakoj proliferativnoj ćeliji. Ovaj proces omogućava precizan prolaz nasljednih/genetskih informacija od roditeljske ćelije do ćelije kćeri i stoga je neophodan za sve organizme. Veći dio ćelijskog ciklusa je izgrađen oko osiguravanja da se replikacija DNK odvija bez grešaka.

## Inicijacija
Inicijacija replikacije eukariotske DNK je prva faza sinteze DNK u kojoj se dvostruka spirala DNK odmotava i početni događaj prajminga DNK-polimerazom α javlja se na vodećem lancu. Događaj prajmiranja na zaostalom nizu uspostavlja viljušku za replikaciju. Prajmiranje DNK heliksa sastoji se od sinteze RNK-prajmera da bi se omogućila sinteza DNK pomoću DNK-polimeraze α. Prajming se dešava jednom na početku na vodećem polulancu i na početku svakog Okazaki fragmenta na zaostajućoj niti.

Replikacija DNK pokreće se iz specifičnih sekvenci koje se nazivaju porijekla replikacija, a eukariotske ćelije imaju višestruko porijeklo replikacije. Da bi započeli replikaciju DNK, okupljaju se višestruki replikativni proteini i odvajaju od ovih replikativnih izvora. Pojedinačni faktori djeluju zajedno kako bi usmjerili formiranje prereplikacijskog kompleksa (pre-RC), ključnog posrednika u procesu inicijacije replikacije.

Povezivanje kompleksa prepoznavanje porijekla (ORC) s porijeklom replikacije regrutuje protein 6 ciklusa diobe ćelije (Cdc6) kako bi formirao platformu za punjenje održavanje minihromozomskog ( Mcm 2-7) kompleksa proteina, olakšanog licenciranjem hromatina i proteinskog faktora 1 replikacije DNK (Cdt1). ORC, Cdc6 i Cdt1 zajedno su potrebni za stabilnu povezanost kompleksa Mcm2-7 sa replikativnim porijeklom tokom G1 faze ćelijskog ciklusa.

## Elongacija
ni kompleks i povezani proteini. Nastaje petlja u zaostalom lancu]]
Formiranje prereplikacijskog kompleksa (pre-RC) označava potencijalna mjesta za iniciranje replikacije DNK. U skladu sa kompleksom održavanja minihromosoma koji okružuje dvolančanu DNK, formiranje pre-RC ne dovodi do trenutnog odmotavanja izvorne DNK ili regrutacije DNK-polimeraza. Umjesto toga, pre-RC koji se formira tokom G1 ćelijskog ciklusa aktivira se samo da odmota DNK i započne replikaciju nakon što ćelije pređu iz G1 u S fazu ćelijskog ciklusa.

Jednom kada se formira inicijacijski kompleks i ćelije pređu u S-fazu, kompleks tada postaje replisom. Eukariotski replisomski kompleks odgovoran je za koordinaciju replikacija DNK. Replikaciju na vodećim i zaostalim lancima obavljaju DNK-polimeraza ε i DNK-polimeraza δ. Mnogi faktori replisoma uključujući klaspin, And1, faktor replikacije C-stezaljke i kompleks za zaštitu viljuške odgovorni su za regulaciju funkcija polimeraze i koordinaciju sinteze DNK sa odmotavanjem lanca šablona pomoću kompleksa Cdc45-Mcm-GINS. Kako se DNK odmota, broj uvijanja se smanjuje. Da bi se to kompenziralo, broj navoja se povećava, uvodeći pozitivne superspiralu u DNK. Ove superzavojnice bi izazvale zaustavljanje replikacije DNK ako se ne uklone. Topoizomeraze su odgovorne za uklanjanje ovih superzavojnica ispred viljuške za replikaciju.

Replisom je odgovoran za kopiranje cjelokupne genomske DNK u svakoj proliferativnoj ćeliji. Reakcije uparivanja baza i formiranja lanaca, koje formiraju heliks kćer, kataliziraju DNK polimeraze. Ovi enzimi se kreću duž jednolančane DNK i omogućavaju produžavanje lanca DNK u nastajanju "čitanjem" šablonskog lanca i omogućavanjem inkorporacije odgovarajućih purinskih nukleobaza, adenina i guanina i pirimidinskih nukleobaza, timina i citozina. Aktivirani slobodni dezoksiribonukleotidi postoje u ćeliji kao dezoksiribonukleotid-trifosfati (dNTP). Ovi slobodni nukleotidi se dodaju izloženoj 3'-hidroksilnoj grupi na posljednjem ugrađenom nukleotidu. U ovoj reakciji oslobađa se pirofosfat, iz slobodnog dNTP, stvarajući energiju za reakciju polimerizacije i izlažući 5' monofosfat, koji je zatim kovalentno vezan za 3' kisik. Dodatno, pogrešno umetnuti nukleotidi mogu biti uklonjeni i zamijenjeni ispravnim nukleotidima u energetski povoljnoj reakciji. Ovo svojstvo je od vitalnog značaja za pravilno čitanje i popravku grešaka koje se javljaju tokom replikacija DNK.

## Terminacija
Završetak replikacije eukariotske DNK zahtijeva različite procese ovisno o tome da li su hromosomi kružni ili linearni. Za razliku od linearnih molekula, kružni hromosomi mogu replicirati cijeli molekul. Međutim, dva molekula DNK će ostati povezana zajedno. Ovaj problem se rješava dekatenacijom dva molekula DNK pomoću topoizomeraze tipa II. Topoizomeraze tipa II se također koriste za razdvajanje linearnih lanaca jer su složeno presavijeni u nukleosom unutar ćelije.

Kao što je ranije spomenuto, linearni hromosomi se suočavaju sa još jednim problemom koji se ne vidi u replikaciji kružne DNK. Zbog činjenice da je RNK prajmer potreban za iniciranje sinteze DNK, zaostali lanac je u nedostatku u replikaciji cijelog hromosoma. Dok vodeći lanac može koristiti jedan RNK-prajmer da produži 5' kraj replicirajućeg lanca DNK, višestruki RNK-prajmeri su odgovorni za zaostalu sintezu lanca, stvarajući Okazaki fragmente. Ovo dovodi do problema zbog činjenice da se DNK-polimeraza može dodati samo na 3' kraj lanca DNK. 3'-5' djelovanje DNK polimeraze duž roditeljskog lanca ostavlja kratku jednolančanu regiju DNK (ssDNK) na 3' kraju roditeljskog lanca kada su Okazaki fragmenti popravljeni. Budući da se replikacija događa u suprotnim smjerovima na suprotnim krajevima roditeljskih hromosoma, svaki lanac je na jednom kraju onaj koji zaostaje. Vremenom bi to rezultiralo progresivnim skraćivanjem oba hromosoma kćeri. Ovo je poznato kao problem krajnje replikacije. Telomeraza sadrži proteinsku podjedinicu koja je reverzna transkriptaza tzv. telomerazno reverzna transkriptaza ili TERT. TERT sintetizira DNK do kraja šablonske telomeraze RNK, a zatim se odvaja.

Eukariotska DNK je dvosmjerna. Ovdje je značenje dvosmjernosti drugačije. Eukariotska linearna DNK ima mnogo porijekala (nazvanih O) i završetaka (zvanih T). "T" se nalazi desno od "O". Jedan "O" i jedan "T" zajedno čine jedan replikon. Nakon formiranja preinicijacijskog kompleksa, kada jedan replikon započne elongaciju, inicijacija počinje u drugom replikonu. Sada, ako se prvi replikon kreće u smjeru kazaljke na satu, drugi replikon se kreće u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, sve dok se ne dostigne "T" prvog replikona. Na "T", oba replikona se spajaju kako bi završili proces replikacije. U međuvremenu, drugi replikon se također kreće u pravcu naprijed, da bi se susreo sa trećim replikonom. Ovo kretanje dva replikona u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu naziva se dvosmjerna replikacija.

Replikacija eukariotske DNK zahtijeva preciznu koordinaciju svih DNK-polimeraza i povezanih proteina kako bi se replicirao cijeli genom svaki put kada se ćelija podijeli. Ovaj proces se postiže nizom koraka proteinskih sklopova na početku replikacije, uglavnom fokusirajući regulaciju replikacije DNK na povezanost MCM helikaze sa DNK. Ovi izvori replikacije usmjeravaju broj proteinskih kompleksa koji će se formirati kako bi pokrenuli replikaciju. U prokariotskoj DNK, regulacija replikacije se fokusira na vezivanje proteina inicijatora DNKA za DNK, pri čemu se inicijacija replikacije događa više puta tokom jednog ćelijskog ciklusa.

Segregacija hromosoma je još jedna razlika između prokariotskih i eukariotskih ćelija. Ćelije koje se brzo dijele, kao što su bakterije, često će početi da odvajaju hromosome koji su još u procesu replikacije. U eukariotskim ćelijama segregacija hromosoma u ćelije kćeri ne započinje sve dok se replikacija ne završi u svim hromosomima. Uprkos ovim razlikama, međutim, osnovni proces replikacije je sličan i za prokariotsku i za eukariotsku DNK.

## Lista proteina replikacije eukariotske DNK
## Također pogledajte
*Replikacija DNK
*Replikacija prokariotske DNK
*Procesivnost

## Reference 
## Vanjski linkovi
Kategorija:Replikacija DNK