ДНҚ биосинтезі туралы мәлімет қазақша

Қабілеті жасушалар қолдау жоғары реттілікті өз ұйымының байланысты генетикалық ақпарат сақталады нысанында дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ). ДНҚ — бұл зат, оның тұрады гендер. Көбейту тірі организмдердің беру тұқым қуалайтын қасиеттері ұрпақтан-ұрпаққа және дамыту многоклеточного ағзаның бірі-ұрықтандырылған жұмыртқа болуы мүмкін, өйткені ДНК қабілетті — самовоспроизведению. Процесі самовоспроизведения ДНК деп аталады репликацией. Кейде пайдаланады, сондай-ақ атауы-синонимі — редупликация.

Матрицалық ДНҚ синтезі

Белгілі болғандай, генетикалық ақпарат жазылған ДНҚ тізбегіндегі түріндегі реттілігі нуклеотидных қалдықтарын қамтитын бірі төрт гетероциклді негіздер: аденин (А), гуанин (G), цитозин (C) және тимин (T). Ұсынған Дж. Уотсонмен және Ф. Айқайлап 1953 жылы ДНҚ құрылыстың үлгісі нысанында тұрақты қос спираль бірден түсінуге мүмкіндік берді принципі бөліну ДНК. Ақпараттық мазмұны екі ДНҚ тізбегінің бірдей, өйткені олардың әрқайсысы құрамында нуклеотидтердің бірізділігі қатаң тиісті ретпен басқа да тізбектері. Бұл сәйкестікке қол жеткізіледі болуының арқасында сутегі арасындағы байланыстар бағытталған бір-біріне қарама-негіз, екі тізбектерінің — жұп G және C немесе A және T. Суреттей бұл қасиет қос спираль, молекулярлық биологтар бұл тізбек ДНК комплементарны есебінен білім уотсон-криковских жұп GРC және АРТ. Өйткені екі тізбек бар қарама-қарсы бағытта, оларды атайды антипараллельными. Оңай елестету, бұл екі еселену ДНК жүреді, сонымен қатар, тізбектің тарайды, ал содан кейін әрбір тізбек қызмет етеді емес, жиналады комплементарная оған жаңа тізбек ДНК’ нәтижесінде түзілетін екі еншілес, двуспиральные, неотличимые бойынша жіктелуі, от, ата-аналық ДНҚ молекуласының. Олардың әрқайсысы тұрады бір тізбектің бастапқы ата-аналық ДНК молекулалары және бір жаңадан синтезированной тізбектері. Мұндай репликация механизмі ДНҚ, онда ұрпақтан ұрпаққа беріледі бір тізбектерін құрайтын, ата-аналар молекула бар, ДНҚ атауын алды полуконсервативного және эксперименталды дәлелденген 1958 жылы М. Мезельсоном және Ф. Сталь.

Сонымен қатар, ситезу ДНҚ тән мұндай қасиеттер, антипараллельность және униполярность. Әр тізбегі ДНҚ белгілі бір бағыттылықты. Бір ұшы көтереді ылғалдандыратын тобына (ОЛ) жалғанған 3′-углероду «сахара дезоксирибозе, басқа соңында тізбектері орналасқан қалдығы фосфор қышқылының 5′-жағдайы қант. Екі комплементарные тізбекті ДНҚ молекуласындағы бағытталған қарама-қарсы бағытта — антипараллельно (параллель бағдар қарама-қарсы 3′-соңына бір тізбектің болған еді 3′-соңындағы басқа). Ферменттер, синтезирующие жаңа жіптер ДНК деп аталатын ДНҚ-полимеразами, қозғала алады бойындағы матрицалық тізбектің тек бір бағытта — олардың 3′-ұштарын 5′-ұштары. Џри бұл синтез комплементарных жіптерден әрдайым жүргізіледі 5′ 3′ бағытында, яғни униполярно. Сондықтан репликация процесінде бір мезгілде синтезі жаңа тізбектердің жүріп антипараллельно.

ДНК полимеразы бере алады «задний ход», яғни жылжи 3′ 5′. Жағдайда соңғы төреші қосқан қосымша синтезі кезінде нуклеотидное буыны болып шықты некомплементарным нуклеотиду матрицалық тізбек болса, замещено комплементарным нуклеотидом. Отщепив «қате» нуклеотид, ДНҚ-полимераза жалғастыруда синтезі 5′ 3′ бағытында. Мұндай қабілеті қателерді түзету атауын алды корректорской функциялары ферментінің (төменде қараңыз).

ДНК полимеразы

1957 жылы А. Корнберг қария өзінің соғыс ардагері екенін ішек таяқшасының фермент, катализирующий полимеризация процесі ДНК-ның нуклеотидтер; ол деп аталды ДНК-полимеразой. Содан кейін ДНК полимеразы анықтады және басқа да организмдер. Көрсетілді, бұл субстраттары болып барлық осы ферменттердің қызметін атқарады дезоксирибонуклеозидтрифосфаты (дНТФ), полимеризующиеся арналған одноцепочечной ДНҚ-матрицасы. ДНК полимеразы жүйелі түрде арттырып одноцепочечную тізбегі ДНҚ қадам присоединяя оған мынадай буындары бағытында 5′, 3′-соңында, әрі таңдау кезекті дНТФ матрицамен белгіленеді. Қосылу әрбір жаңа нуклеотидного қалдық 3′-соңында өсіп келе жатқан тізбектің жүреді гидролизом бай энергиясымен арасындағы байланыс бірінші және екінші фосфатными қалдықтары » дНТФ және отщеплением пирофосфата, бұл реакция жалпы энергетикалық тиімді.

Жасушаларында, әдетте, бар бірнеше типті ДНҚ-полимераз орындайтын түрлі функциялары бар әр түрлі құрылымы бар: олар болуы мүмкін салынған әр түрлі санын ақуыз тізбектерінің (субъединиц), бір ондаған. Алайда, олар кез-келген последовательностях нуклеотидтердің матрица; міндеті осы ферменттер — дәл көшірмесін әрбір матрица.

Дәлдігі ДНҚ синтезі механизмі және түзету

Генетикалық материал тірі организмдердің бар үлкен мөлшері мен реплицируется жоғары дәлдікпен. Орташа процесінде ойнату геномның млекопитающего тұратын ДНҚ ұзындығы 3 млрд жұп нуклеотидтер туындайды үш қателер. Бұл ретте ДНК синтезируется өте жылдам (жылдамдық, оның полимерлеу шегінде ауытқиды 500 нуклеотидтер/с бактериялардың 50-ге дейін нуклеотидтер/с сүтқоректілер). Жоғары дәлдік репликация, сонымен қатар, оны жоғары жылдамдықпен болуымен қамтамасыз етіледі арнайы тетіктерін жүзеге асыратын, түзетуге, яғни жоятын қате. Мәні тетігін түзету ерекшелігі ДНК полимеразы екі рет сәйкестігін тексереді, әрбір нуклеотида матрицасы: бір рет қосар алдында, оның құрамына өсіп келе жатқан тізбек және екінші рет алдында қосу келесі нуклеотид. Кезекті фосфодиэфирная байланыс синтезируется жағдайда ғана, егер соңғысы (3′-шеткі) нуклеотид өсіп келе жатқан ДНҚ тізбегінің ол дұрыс уотсон-криковскую жұбын тиісті нуклеотидом матрица. Егер алдыңғы сатыда реакция болды қате спаривание негіздер болса, одан әрі полимерлеу тоқтайды болғанша қате түзетіледі. Ол үшін фермент жылжиды кері бағытта және вырезает соңғы төреші қосқан қосымша буын, содан кейін оның орын алуы мүмкін дұрыс нуклеотидпредшественник. Басқаша айтқанда, көптеген (бірақ барлық емес) ДНК полимеразы ие, басқа 5′-3′-синтетикалық белсенділік, және 3′-гидролизующей белсенділігі, ол қамтамасыз етеді, жою қате қосақталған байланысты матрицалы нуклеотидтер.

Негізгі принциптері репликация

Негізгі ережелер, оған сәйкес жүреді репликация, анықталуға тәжірибелерден отырып, бактериялар, бірақ олар сондай-ақ, әділ және жоғары организмдер.

Бастама ДНҚ тізбегінің

ДНК полимеразы алмайды бастауға ДНҚ синтезі негізінде матрицасы, ал қабілетті ғана қосуға жаңа дезоксирибонуклеотидные буындары 3′-соңында қолда бар полинуклеотидной тізбектері. Осындай алдын-ала құрылған тізбек, оған қосылады нуклеотидтер деп атайды затравкой. Қысқа РНК — затравку синтезирует бірі рибонуклеозидтрифосфатов фермент, ие емес түзетуші белсенділігі және деп аталатын ДНҚ-праймазой (ағылш. primer — затравка). Праймазная белсенділігі тиесілі болатын не жеке ферменту, не бір субъединиц ДНК полимеразы. Затравка, синтезированная бұл дәл емес ферментом, умеющим қателерді түзеп, ерекшеленеді қалған новосинтезированной тізбек ДНК, өйткені тұрады рибонуклеотидов, және бұдан әрі алынбауы керек.

Мөлшері рибонуклеотидной таңғы ас мардымсыз (кемінде 20 нуклеотидтердің) салыстырғанда өлшемі тізбек ДНК құратын ДНҚ-полимеразой. Ол өз функциясын РНҚ-затравка жойылады арнайы ферментом, ал құрылған бұл ретте брешь заделывается ДНК-полимеразой пайдаланатын ретінде таңғы ас 3′-соңына көрші Оказаки фрагменті (см. төмен). Жою шеткі РНҚ-праймеров, комплементарных 3′-ұштары екі тізбектердің сызықтық ана ДНК молекулалары әкеледі еншілес тізбек көрсетіледі қысқа 10-20 нуклеотидтер (әр түрлі мөлшері РНҚ-затравок әртүрлі). Бұл жасалады деп аталатын «проблемасы недорепликации ұштарын сызықтық молекулалардың». Жағдайда репликация сақиналы бактериялық ДНҚ-мен осы проблема жоқ, өйткені алғашқы уақыты бойынша білім РНҚ-таңғы ас жойылады ферментом, ол бір мезгілде толтырады образующуюся брешь арттыру жолымен 3′-соңына өсіп келе жатқан ДНҚ тізбегінің бағытталған «құйрығы» удаляемому праймеру. Проблема недорепликации 3′-ұштарын сызықтық молекулалардың ДНК шешіледі эукариотическими жасушалары көмегімен арнайы ферменттер — теломеразы.

Жұмыс теломеразы

1985 жылы ол табылып, у равноресничной инфузории Tetrahymena thermophila, ал кейіннен дрожжах, өсімдіктер мен жануарлардың, соның ішінде яичниках адам және иммортализованных(өшпес) желілерде рак клеткаларының HeLa. Теломераза болып табылады ДНК-полимеразой, достраивающей 3′-ұштары сызықтық молекулалардың ДНК хромосомалардың қысқа (6-8 нуклеотидтер) қайталанатын последовательностями (омыртқалы TTAGGG). Номенклатураға сәйкес, бұл ферменттер деп атайды ДНК — уклеотидилэкзотрансферазой немесе теломерной терминалдық трансферазой. Басқа ақуызды бөлігінің теломераза құрамында РНҚ, выполняющую рөлі матрица арттыру үшін ДНК повторами. Ұзындығы теломеразной РНҚ ауытқиды 150 нуклеотидтер бар қарапайым 1400 дейін нуклеотидтер бар ашытқы, адам — 450 нуклеотидтер. Өзі фактісін молекуласындағы РНК кезектілігі, жүріп матрицалық синтезі ДНК-кесек, жатқызуға мүмкіндік береді теломеразу — өзіндік кері транскриптазе, яғни ферменту, дұрыс жүргізуге синтезі ДНК матрицасы бойынша РНК.

Нәтижесінде, ол кейін әр репликация еншілес тізбек ДНК көрсетіледі қысқа, аналық мөлшеріне бірінші РНҚ-праймера (10-20 нуклеотидтер), құрылады шығыңқы однонитевые 3′-ұштары аналық тізбектер. Олар узнаются теломеразой, ол дәйекті өсіріп, аналық тізбек (адам жүздеген повторов) пайдалана отырып, 3′-ұштары ретінде затравок, ал РНҚ құрамына кіретін ферментінің ретінде матрица. Пайда болған ұзын одноцепочечные ұштары, өз кезегінде, қызмет етеді оны есептеу үшін синтез еншілес тізбек бойынша дәстүрлі репликативному механизмі.

Добавить комментарий

Your email address will not be published.