Нуклеин кислоталары тирүү организмдердин клеткаларынын тиричилик активдүүлүгүн камсыз кылууда маанилүү роль ойнойт. Органикалык кошулмалардын бул тобунун маанилүү өкүлү ДНК болуп саналат, ал бардык генетикалык маалыматты алып жүрөт жана керектүү өзгөчөлүктөрдүн көрүнүшү үчүн жооп берет.
Репликация деген эмне?
Клетканын бөлүнүү процессинде генетикалык информациянын жоголушуна жол бербөө үчүн ядродогу нуклеин кислоталарынын санын көбөйтүү керек. Биологияда репликация – бул жаңы тилкелердин синтези аркылуу ДНКнын кайталанышы.
Бул процесстин негизги максаты – генетикалык маалыматты эч кандай мутациясыз өзгөрүлбөгөн кыз клеткаларына өткөрүп берүү.
Репликациянын ферменттери жана белоктору
ДНК молекуласынын дупликациясын тиешелүү белокторду талап кылган клеткадагы ар кандай метаболизм процессине салыштырууга болот. Репликация биологияда клетканын бөлүнүшүнүн маанилүү компоненти болгондуктан, бул жерде көптөгөн көмөкчү пептиддер катышат.
ДНК полимераза жооптуу болгон эң маанилүү редупликация ферментидезоксирибонуклеин кислотасынын кыз чынжырын синтездөө үчүн. Клетканын цитоплазмасында репликация процессинде нуклеиндик трифосфаттардын болушу милдеттүү, алар бардык нуклеиндик негиздерди алып келишет
Бул негиздер нуклеиндик кислотанын мономерлери, ошондуктан молекуланын бүт чынжырчасы алардан курулган. ДНК полимераза туура тартипте чогултуу процессине жооп берет, антпесе бардык түрдөгү мутациялар сөзсүз болот.
- Праймаза – ДНК калыптарынын чынжырында праймердин пайда болушуна жооптуу протеин. Бул праймер праймер деп да аталат, ал РНКнын түзүлүшүнө ээ. ДНК-полимераза ферменти үчүн баштапкы мономерлердин болушу маанилүү, алардан бардык полинуклеотиддик чынжырдын андан ары синтези мүмкүн. Бул функцияны праймер жана ага тиешелүү фермент аткарат.
- Геликаза (геликаза) репликация айрысын түзөт, бул суутек байланыштарын үзүү аркылуу матрица чынжырларынын дивергенциясы. Бул полимераздардын молекулага жакындап, синтезин баштоосун жеңилдетет.
- Топоизомераза. Эгер ДНК молекуласын ийилген жип катары элестетсеңиз, полимераз чынжыр боюнча кыймылдаганда, күчтүү буралуунун натыйжасында оң чыңалуу пайда болот. Бул көйгөй чынжырды кыска убакытка үзүп, бүт молекуланы ача турган топоизомераза ферменти аркылуу чечилет. Андан кийин бузулган жер кайра тигилип, ДНКга басым жасалбайт.
- Ssb протеиндери репликация процесси аяктаганга чейин суутек байланыштарынын кайра пайда болушуна жол бербөө үчүн репликация айрысындагы ДНК тилкелерине кластер сыяктуу жабышат.
- Лига. Ферменттик функцияОказаки фрагменттерин ДНК молекуласынын артта калган тилкесинде тигиштен турат. Бул праймерлерди кесип жана алардын ордуна жергиликтүү дезоксирибонуклеиндик кислота мономерлерин киргизүү менен болот.
Биологияда репликация клетканын бөлүнүшүндө өтө маанилүү болгон татаал көп баскычтуу процесс. Ошондуктан эффективдүү жана туура синтез үчүн ар кандай протеиндерди жана ферменттерди колдонуу зарыл.
Кайра кайталоо механизми
ДНКнын копиялануу процессин түшүндүргөн 3 теория бар:
- Консерватив нуклеин кислотасынын бир кызы молекуласы матрицалык табиятка ээ, ал эми экинчиси нөлдөн баштап толугу менен синтезделе турганын айтат.
- Жарым консерватив Уотсон жана Крик тарабынан сунушталган жана 1957-жылы E. Coli боюнча эксперименттерде тастыкталган. Бул теория эки кыз ДНК молекуласынын тең бир эски жипчеси жана жаңы синтезделген бир тилкеси бар экенин айтат.
- Дисперсия механизми эне молекулалардын эски жана жаңы мономерлерден турган бүт узундугу боюнча алмашкан бөлүктөрү бар деген теорияга негизделген.
Азыр илимий жактан далилденген жарым консервативдүү модель. Молекулярдык деңгээлдеги репликация деген эмне? Башында геликаза ДНК молекуласынын суутек байланыштарын үзүп, полимераз ферменти үчүн эки чынжырды ачат. Акыркысы, уруктар пайда болгондон кийин, 5'-3' багытында жаңы чынжырлардын синтезин баштайт.
ДНК антипараллелизминин касиети алдыңкы жана артта калган жиптердин пайда болушунун негизги себеби болуп саналат. Алдыңкы жипте ДНК полимераза тынымсыз кыймылда, ал эми артта калуудаал Оказаки фрагменттерин түзөт, алар келечекте лигаза аркылуу биригет.
Репликациянын өзгөчөлүктөрү
Репликациядан кийин ядродо канча ДНК молекуласы болот? Бул процесстин өзү клетканын генетикалык топтомунун эки эсе көбөйүшүн билдирет, ошондуктан митоздун синтетикалык мезгилинде диплоиддик топтом эки эсе көп ДНК молекуласына ээ. Мындай жазуу адатта 2n 4c катары белгиленет.
Репликациянын биологиялык маанисинен тышкары, илимпоздор процесстин медицинанын жана илимдин түрдүү тармактарында колдонулушун табышкан. Эгерде биологияда репликация ДНКнын копияланышы болсо, лабораторияда нуклеин кислотасынын молекулаларынын репродукциясы бир нече миң нускаларды түзүү үчүн колдонулат.
Бул ыкма полимераздык чынжыр реакциясы (ПТР) деп аталат. Бул процесстин механизми in vivo репликациясына окшош, ошондуктан анын жүрүшү үчүн окшош ферменттер жана буфердик системалар колдонулат.
Тыянактар
Репликация тирүү организмдер үчүн чоң биологиялык мааниге ээ. Клеткага бөлүнүү учурунда генетикалык маалыматтын берилиши ДНК молекулаларынын кайталануусуз толук болбойт, ошондуктан ферменттердин координацияланган иши бардык этаптарда маанилүү.
