DNKni qayta tiklash nima? DNKni qayta tiklash jarayoni

DNKning molekuli xromosomalarning tuzilishidir. Bitta xromosomada ikkita ipdan iborat bo'lgan bunday molekulalar mavjud. DNKning reaktsiyasi - bu filamanlarning o'zidan bir molekadan ikkinchisiga qayta tiklanishidan keyin ma'lumotlarni uzatishdir. U DNK va RNKga xosdir. Ushbu maqola DNKni qayta tiklash jarayoni bilan bog'liq.

Umumiy ma'lumotlar va DNKning sintez turlari

Ma'lum bo'lganidek, molekuladagi filamentlar o'ralgan. Biroq, DNKni qayta tiklash jarayoni boshlanganda, ular despiralizatsiya qiladilar, keyin chetga suradilar va har birida yangi nusxa sintezlanadi. Oxirida ikkita mutlaqo bir xil molekulalar paydo bo'ladi, ularning har birida ona va qizil filament mavjud. Ushbu sintez yarim konservativ deb ataldi. DNK molekulalari bir centromere ichida qolib, uzoqlashadi va nihoyat, bu chastotasi bo'linish jarayoni boshlanganda ajralib chiqadi.

Boshqa sintez turi reparativ deb ataldi. U oldingi holatdan farqli o'laroq, har qanday hujayra bosqichi bilan bog'liq emas, lekin DNKning shikastlanishi paydo bo'lganida boshlanadi. Agar ular juda keng bo'lsa, hujayra oxir-oqibatda o'ladi. Biroq, zarar mahalliy bo'lsa, uni qayta tiklashingiz mumkin. Muammonga qarab, bir yoki ikki DNK zanjirlari darhol qayta tiklanadi. Bu, shuningdek, deyilganidek, ajralmas sintez uzoq vaqt talab qilmaydi va katta energiya manbalarini talab qilmaydi.
Ammo DNKning qayta ishlash jarayoni sodir bo'lganda, ko'p miqdorda energiya sarflanadi, materialning uzunligi soatlab uzayadi.
Tekshiruv uch bosqichga bo'linadi:

• Tashabbus;
• Uzatilish;
• Bekor qilish.

DNKni qayta tiklashning ushbu ketma-ketligini batafsil ko'rib chiqing.

Boshlash

Inson DNKlarida bir necha o'n millionlab nukleotid juftlari bor (hayvonlarda faqatgina yuz to'qqiz). Zanjirdagi ko'plab joylarda DNKni qayta tiklash quyidagi sabablarga ko'ra boshlanadi. Taxminan bir vaqtda, transkripsiya RNKda sodir bo'ladi, lekin ba'zi bir joylarda DNK sintezi paytida to'xtaydi. Shu sababli, bunday jarayondan oldin hujayraning sitoplazmasida etarli miqdorda moddalar to'planadi va genlarni ifodalashni saqlab qolish uchun va hujayraning hayotiy faoliyati bezovta qilinmaydi. Buning asosida jarayon imkon qadar tezroq davom etishi kerak. Ushbu davrda tarjima amalga oshiriladi va transkripsiya o'tkazilmaydi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, DNKning qayta tuzilishi bir necha ming nuqtada darhol paydo bo'ladi - ma'lum nukleotidlar ketma-ketligi bo'lgan kichik joylar. Ular maxsus boshlovchi proteynlar bilan qo'shilib, ular o'z navbatida DNKning boshqa fermentlari qo'shiladi.

Bir sintez sodir bo'lgan DNKning bir qismi replikon deb ataladi. Bu kelib chiqish nuqtasidan boshlanadi va enzim replikatsiya tugaganda tugaydi. Replikon o'ziga xos xususiyatga ega bo'lib, butun jarayonni o'zining xavfsizligi bilan ta'minlaydi.
Jarayon bir vaqtning o'zida har qanday nuqtadan boshlana olmaydi, u erdan boshlanadi, bir joyda - keyinroq; Bir yoki ikkita qarshi yo'nalishda oqishi mumkin. Voqealar quyidagi tartibda amalga oshiriladi:

• Chop vilkasi;
• RNK primeri.

Replikativ vilka

Ushbu bo'lim deoksiribonukleik iplarning sintezi uzilgan DNK zanjirlarida sodir bo'lgan jarayondir. Çatallar, "qayta tiklash ko'z" deb nomlanadi. Jarayon oldin bir qator harakatlarni amalga oshiradi:

• Nukleosomadagi histonlarga ulanishdan ozod qilish - metilatatsiya, asetilatsiya va fosforillanish kabi DNKning reduplikatsiya qiluvchi fermentlari oqsillarni musbat zaryadini yo'qotib qo'yadigan kimyoviy reaktsiyalar hosil qiladi, bu ularni ozod qilishni osonlashtiradi;
• Despiralizatsiya - bu iplarni echib olish uchun zarur bo'lgan tirishqoqlik;
• DNK iplari orasidagi vodorod aloqalarini sindirish;
• Molekulaning turli yo'nalishlarida ularning farqlari;
• SSB oqsillari yordamida yuzaga keladigan aniqlanish.

RNK primeri

Sintez DNK polimeraz degan ferment bilan amalga oshiriladi. Biroq, uni o'z boshiga keltira olmaydi, shuning uchun RNK primeri deb nomlangan boshqa fermentlar, RNK polimerazlari buni amalga oshiradi. Ular qo'shimcha prinsipga muvofiq deoksiribonukleik tolalarga parallel ravishda sintezlanadi . Shunday qilib, boshlanish ikki RNK primerini yirtilgan va turli yo'nalishlarda ajratilgan ikkita DNK tarmoqli sintezi bilan yakunlanadi.

Uzatilish

Bu davr allaqachon yuqorida aytilgan DNK polimeraz tomonidan bajarilgan nukleotidin va RNK primerining 3 'uchini qo'shilishi bilan boshlanadi. Birinchidan, u ikkinchi, uchinchi nukleotidi va shunga o'xshashlarni beradi. Yangi ipning asoslari vodorod aloqalari bilan ota-ona zanjiriga bog'liq . Filaman sintezi 5 '- 3' yo'nalishida ketadi, deb hisoblashadi.
Replikatsiya chizig'iga to'g'ri kelib qolsa, sintez doimo davom etadi va bir vaqtning o'zida uzayadi. Shuning uchun, bunday ipga etakchi yoki etakchi deb ataladi. Unda RNK primerlari hosil bo'lmaydi.

Shu bilan birga, aksincha, ona ipida DNKning nukleotidlari RNK primeriga biriktiriladi va deoksiribonuklein zanjirining teskari yo'nalishdagi uzatma vilkasidan sintez qilinadi. Bunday holatda u kechikkan yoki kechikkan deb nomlanadi.

Yopiq filaman ustida, sintez bir qismning oxirida, xuddi shu RNK primeri yordamida boshqa sitedeki sintez boshlanadi fragmentarily shakllanadi. Shunday qilib, DNK va RNK bilan bog'langan zanjirning zanjirida ikkita qism mavjud. Ular Okazaki fragmentlari deb atalar edi.

Keyin hamma narsa takrorlanadi. Keyinchalik spiralning yana bir ipi parchalanib ketadi, vodorodning bog'lanishlari, iplar uzilib qoladi, etakchi zanjir uzaytiriladi, RNK-primerning keyingi qismi esa kechiktirib bo'lmaydigan qismida, so'ng Okaucas fragmentida sintezlanadi. Shundan so'ng, asta-sekinlik bilan RNK primerlari yo'q qilinadi va DNKning parchalari birlashadi. Shunday qilib, bu zanjir bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi:

• Yangi RNK primerlarini shakllantirish;
• Okauazining qismlarini sintez qilish;
• RNK primerlarini yo'q qilish;
• Bitta zanjirga qayta kirish.

Bekor qilish

Jarayon ikki replikativ vilkalar uchraydi yoki ularning biri molekulaning oxiriga yaqinlashadi. Çatalları bilan uchrashganingizdan so'ng, DNKning qizlari bir ferment bilan bog'liq. Agar plita molekulaning oxirigacha ko'chib o'tilsa, DNKning reduplikatsiyasi maxsus fermentlar yordamida tugaydi.

Tuzatish

Ushbu jarayonda qayta tiklashni nazorat qilish (yoki tuzatish) uchun muhim rol o'ynaydi. To'rt turdagi nukleotidlar sintez maydoniga kiradi va sinovlarni juftlashtirish orqali DNK polimeraz zarur bo'lganlarni tanlaydi.

Kerakli nukleotid DNKning matritsa strandasida o'xshash nukleotid bo'lganligi sababli ko'p vodorod aloqalarini shakllantirishi kerak. Bundan tashqari, shakar fosfatining orqa miya suyaklari orasidagi uchta uzukqa mos keladigan aniq masofa bo'lishi kerak. Agar nukleotid bu talablarga javob bersa, ulanish o'rnatilmaydi.
Boshqaruv zanjirga kiritilishidan oldin va keyingi nukleotid tarkibiga kiritilishidan oldin amalga oshiriladi. Shundan so'ng, shakar fosfatining skeletida rish hosil bo'ladi.

Mutatsion o'zgaruvchanlik

DNKni qayta tiklash mexanizmi, yuqori aniqlikka ega bo'lishiga qaramasdan, "geni mutatsiyalar" deb nomlanadigan iplardagi uzilishlarga olib keladi. Taxminan mingta nukleotit jufti bir xato uchun javob beradi, bu kontagiarni qayta tiklash deb ataladi.

Bu turli sabablarga ko'ra sodir bo'ladi. Misol uchun, yuqori yoki juda past nukleotid konsentratsiyasi, sitozinning deaminatsiyasi, sintez mintaqasida mutagenlar mavjudligi va boshqalar. Ba'zi hollarda xatolar tuzatish yo'li bilan tuzatilishi mumkin, boshqalarida tuzatish mumkin emas.

Zarar yetishmayotgan joyga tegsa, DNKni qayta ishlash jarayoni sodir bo'lganda bu xato jiddiy oqibatlarga olib kelmaydi. Muayyan genning nukleotidining ketma-ketligi noto'g'ri xatolik bilan o'zini namoyon qilishi mumkin. Keyin vaziyat boshqacha bo'lib, salbiy natijalar ham bu hujayraning o'limiga, ham butun organizmning o'limiga sabab bo'lishi mumkin. Shuni ham nazarda tutish kerakki, gen mutatsiyalar mutatsion o'zgaruvchanlikka asoslangan bo'lib, genofondni ko'proq plastmassa qiladi.

Methylation

Sintez paytida yoki darhol undan keyin zanjirlar metillanadi. Xromosomalarni hosil qilish va genlarning transkripsiyasini tartibga solish uchun bu jarayonga ehtiyoj borligi ishoniladi. Bakteriyalarda bu jarayon DNKni fermentlar bilan kesishdan himoya qiladi.