Nuklein kislotalar tirik organizmlar hujayralarining hayotiy faoliyatini ta'minlashda muhim rol o'ynaydi. Ushbu organik birikmalar guruhining muhim vakili DNK bo'lib, u barcha genetik ma'lumotlarni o'z ichiga oladi va kerakli xususiyatlarning namoyon bo'lishi uchun javobgardir.
Replikatsiya nima?
Hujayra boʻlinish jarayonida irsiy maʼlumot yoʻqolmasligi uchun yadrodagi nuklein kislotalar miqdorini oshirish zarur. Biologiyada replikatsiya yangi zanjirlar sintezi orqali DNKning duplikatsiyasidir.
Bu jarayonning asosiy maqsadi genetik ma'lumotni hech qanday mutatsiyalarsiz o'zgarmagan holda qiz hujayralarga o'tkazishdir.
Fermentlar va replikatsiya oqsillari
DNK molekulasining duplikatsiyasini hujayradagi tegishli oqsillarni talab qiladigan har qanday metabolik jarayon bilan solishtirish mumkin. Replikatsiya biologiyada hujayra bo'linishining muhim tarkibiy qismi bo'lganligi sababli, bu erda ko'plab yordamchi peptidlar ishtirok etadi.
DNK polimeraza mas'ul bo'lgan eng muhim reduplikatsiya fermentidirdeoksiribonuklein kislotaning qiz zanjiri sintezi uchun. Hujayra sitoplazmasida replikatsiya jarayonida barcha nuklein asoslarni olib keladigan nuklein trifosfatlarning mavjudligi majburiydir
Bu asoslar nuklein kislota monomerlaridir, shuning uchun molekulaning butun zanjiri ulardan qurilgan. DNK polimeraza to'g'ri tartibda yig'ilish jarayoni uchun javobgardir, aks holda barcha turdagi mutatsiyalar muqarrar.
- Primaz - bu DNK shablonlari zanjirida primer hosil bo'lishi uchun mas'ul bo'lgan oqsil. Bu primer ham primer deb ataladi, u RNK tuzilishiga ega. DNK polimeraza fermenti uchun boshlang'ich monomerlarning mavjudligi muhim ahamiyatga ega, ulardan butun polinukleotid zanjirining keyingi sintezi mumkin. Bu funktsiyani primer va uning tegishli fermenti bajaradi.
- Helikaz (spiral) replikatsiya vilkasini hosil qiladi, bu vodorod aloqalarini uzish orqali matritsa zanjirlarining divergentsiyasidir. Bu polimerazalarning molekulaga yaqinlashishini va sintezni boshlashini osonlashtiradi.
- Topoizomeraz. Agar siz DNK molekulasini o'ralgan arqon sifatida tasavvur qilsangiz, polimeraza zanjir bo'ylab harakatlanayotganda, kuchli burish tufayli musbat kuchlanish hosil bo'ladi. Bu muammo zanjirni qisqa vaqt ichida uzib, butun molekulani ochadigan topoizomeraz fermenti yordamida hal qilinadi. Shundan so'ng, shikastlangan joy yana tikiladi va DNK stressga duchor bo'lmaydi.
- Ssb oqsillari replikatsiya vilkalaridagi DNK zanjirlariga klasterlar kabi biriktirilib, reduplikatsiya jarayoni tugagunga qadar vodorod bogʻlarining qayta shakllanishiga yoʻl qoʻymaydi.
- Liga. Ferment funktsiyasiDNK molekulasining orqada qolgan ipiga Okazaki bo'laklarini tikishdan iborat. Bu primerlarni kesish va ularning oʻrniga mahalliy deoksiribonuklein kislota monomerlarini kiritish orqali sodir boʻladi.
Biologiyada replikatsiya hujayra boʻlinishida juda muhim boʻlgan murakkab koʻp bosqichli jarayondir. Shuning uchun samarali va to'g'ri sintez qilish uchun turli xil oqsillar va fermentlardan foydalanish zarur.
Qayta takrorlash mexanizmi
DNKning duplikatsiyasi jarayonini tushuntiruvchi 3 ta nazariya mavjud:
- Konservativ nuklein kislotaning bitta qiz molekulasi matritsali tabiatga ega ekanligini, ikkinchisi esa noldan butunlay sintez qilinganligini ta'kidlaydi.
- Yarim konservativ Uotson va Krik tomonidan taklif qilingan va 1957 yilda E. Coli ustida oʻtkazilgan tajribalarda tasdiqlangan. Bu nazariyaga ko'ra, ikkala qiz DNK molekulasida bitta eski va bitta yangi sintez qilingan zanjir mavjud.
- Dispersiya mexanizmi yangi molekulalar eski va yangi monomerlardan iborat butun uzunligi boʻylab almashinadigan boʻlimlarga ega degan nazariyaga asoslanadi.
Endi ilmiy jihatdan isbotlangan yarim konservativ model. Molekulyar darajada replikatsiya nima? Dastlab, helikaz DNK molekulasining vodorod aloqalarini buzadi va shu bilan polimeraza fermenti uchun ikkala zanjirni ochadi. Ikkinchisi, urug'lar hosil bo'lgandan so'ng, 5'-3' yo'nalishi bo'yicha yangi zanjirlar sintezini boshlaydi.
DNK antiparallelizmining xossasi yetakchi va orqada qolgan iplar hosil boʻlishining asosiy sababidir. Etakchi ipda DNK polimeraza uzluksiz harakat qiladi, orqada qolgandau kelajakda ligaza orqali birlashtiriladigan okazaki fragmentlarini hosil qiladi.
Replikatsiya xususiyatlari
Replikatsiyadan keyin yadroda nechta DNK molekulasi mavjud? Jarayonning o'zi hujayraning genetik to'plamining ikki baravar ko'payishini nazarda tutadi, shuning uchun mitozning sintetik davrida diploid to'plam ikki baravar ko'p DNK molekulasiga ega. Bunday yozuv odatda 2n 4c sifatida belgilanadi.
Replikatsiyaning biologik ma'nosidan tashqari, olimlar bu jarayonning tibbiyot va fanning turli sohalarida qo'llanilishini topdilar. Agar biologiyada replikatsiya DNKning duplikatsiyasi bo'lsa, laboratoriyada nuklein kislota molekulalarining ko'payishi bir necha ming nusxani yaratish uchun ishlatiladi.
Bu usul polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PZR) deb ataladi. Ushbu jarayonning mexanizmi in vivo replikatsiyaga o'xshaydi, shuning uchun uning borishi uchun shunga o'xshash fermentlar va bufer tizimlar qo'llaniladi.
Xulosa
Tirik organizmlar uchun replikatsiya katta biologik ahamiyatga ega. Hujayra bo'linishi jarayonida genetik ma'lumotlarning uzatilishi DNK molekulalarining takrorlanishisiz to'liq bo'lmaydi, shuning uchun fermentlarning muvofiqlashtirilgan ishi barcha bosqichlarda muhimdir.
