Войти
репликации D-петли - это предложенный процесс, посредством которого кольцевая ДНК, такая как хлоропласты и митохондрии, реплицирует свой генетический материал. Важным компонентом понимания репликации D-петли является то, что многие хлоропласты и митохондрии имеют одну кольцевую хромосому, как бактерии вместо линейных хромосом, обнаруженных у эукариот. Однако многие хлоропласты и митохондрии имеют линейную хромосому, и репликация D-петли не важна в этих органеллах. Кроме того, не все кольцевые геномы используют репликацию D-петли как процесс репликации своего генома.
Во многих организмах одна цепь ДНК в плазмиде содержит более тяжелые нуклеотиды (относительно больше пуринов : аденин и гуанин ). Эта прядь называется H (тяжелая) прядь. L (светлая) цепь содержит более легкие нуклеотиды (пиримидины : тимин и цитозин ). Репликация начинается с репликации тяжелой цепи, начиная с D-петли (также известной как контрольная область ). D-петля - это короткий участок кольцевой ДНК, который имеет три цепи вместо двух. Средняя нить, которая дополняет легкую нить, смещает тяжелую нить и образует смещенную петлю (D-петлю). Циркулярная ДНК стабильна с этой маленькой D-петлей и может оставаться в этом образовании, но средняя цепь или вытесняющая цепь часто заменяется из-за ее короткого периода полураспада и является энергетически дорогостоящим для клетки. На диаграмме полученная структура выглядит как буква D. D-петля была впервые обнаружена в 1971 году, когда исследователи заметили, что многие ДНК в митохондриях, которые они изучали под микроскопом, содержат короткие сегменты, состоящие из трехцепочечных цепей.
Каждый D-цикл содержит источник репликации для тяжелой пряди. Полная кольцевая репликация ДНК инициируется в этом ориджине и реплицируется только в одном направлении. Средняя цепь в D-петле может быть удалена, и будет синтезирована новая, которая не обрывается до тех пор, пока тяжелая цепь не будет полностью реплицирована, или средняя цепь может служить праймером для репликации тяжелой цепи. Когда репликация тяжелой цепи достигает точки начала репликации легкой цепи, новая легкая цепь будет синтезироваться в направлении, противоположном направлению тяжелой цепи. Существует несколько предложенных процессов, посредством которых происходит репликация D-петли, но во всех моделях эти шаги согласованы. Не согласованные части состоят в том, как важно поддерживать D-петлю, когда репликация не происходит, потому что это энергетически дорого для клетки, и какие механизмы во время репликации сохраняют отсоединенную цепь ДНК, которая ожидает своего завершения.
Область D-петли важна для филогеографических исследований. Поскольку этот регион не кодирует какие-либо гены, не обязательно, чтобы этот регион оставался консервативным с течением времени, поэтому он может свободно мутировать только с некоторыми селективными ограничениями на размер и факторы тяжелой / легкой цепи.. Скорость мутации - одна из самых высоких в ядерном или митохондриальном геномах животных. Используя эти мутации в D-петле, можно эффективно отслеживать недавние и быстрые эволюционные изменения, например, внутри видов и среди очень близкородственных видов. Из-за высокой скорости мутаций он неэффективен для отслеживания эволюционных изменений, произошедших недавно. Это очень распространенное использование D-петли в геномике.
Одним из примеров использования мутаций D-петли в филогеографических исследованиях была филогения, собранная с использованием малоизученных благородных оленей на Пиренейском полуострове. Ученый проследил полиморфизмы D-петли внутри этих благородных оленей и определил генетические отношения, которые эти олени имели между собой. Они также смогли определить отношения, основанные на сходствах и различиях D-петли, между этими благородными оленями и другими оленями по всей Европе. В другом примере ученый использовал вариации D-петли вместе с микросателлитными маркерами для изучения и картирования генетического разнообразия среди коз в Шри-Ланке.
.
