DNA ve RNA'yı çoğaltma yeteneği. DNA replikasyonu nasıl gerçekleşir?

DNA molekülü, kromozom üzerinde bulunan bir yapıdır. Bir kromozom, iki iplikten oluşan böyle bir molekül içerir. DNA çoğaltılması, iplikçiklerin kendi kendine çoğalmasından sonra bilginin bir molekülden diğerine aktarılmasıdır. Hem DNA'da hem de RNA'da bulunur. Bu makale DNA çoğaltma sürecini tartışmaktadır.

Genel bilgi ve DNA sentezi türleri

Moleküldeki ipliklerin büküldüğü bilinmektedir. Ancak DNA çoğaltma işlemi başladığında önce sönerler, sonra ayrılırlar ve her birinde yeni bir kopya sentezlenir. Tamamlandığında, her biri bir anne ve kızı iplikleri içeren, tamamen aynı iki molekül ortaya çıkar. Bu senteze yarı-konservatif denir. DNA molekülleri tek bir sentromerde kalarak uzaklaşır ve sonunda ancak bu sentromerde bölünme süreci başladığında ayrılır.

Başka bir sentez türüne onarıcı denir. Öncekinden farklı olarak herhangi bir hücresel aşamayla ilişkili değildir, ancak DNA hasarı oluştuğunda başlar. Eğer çok genişlerse hücre sonunda ölecektir. Ancak hasar yerel ise onarılabilir. Soruna bağlı olarak bir veya iki DNA zinciri onarılabilir. Bu, aynı zamanda programsız sentez olarak da adlandırıldığı gibi, uzun zaman almaz ve büyük enerji maliyetleri gerektirmez.
Ancak DNA kopyalanması meydana geldiğinde çok fazla enerji ve malzeme tüketilir ve süresi saatler sürer.
Çoğaltma üç döneme ayrılır:

başlatma;
uzama;
sonlandırma.

Bu DNA çoğaltma dizisine daha yakından bakalım.

Başlatma

İnsan DNA'sı birkaç on milyonlarca nükleotit çifti içerir (hayvanlarda yalnızca yüz dokuz tane vardır). DNA replikasyonu aşağıdaki nedenlerden dolayı zincirin birçok yerinde başlar. Aynı zamanda, RNA'da transkripsiyon meydana gelir, ancak DNA sentezi sırasında bazı belirli yerlerde durur. Dolayısıyla böyle bir işlem öncesinde, gen ifadesini desteklemek ve hücrenin yaşamsal aktivitesinin bozulmaması için hücrenin sitoplazmasında yeterli miktarda madde birikir. Bu nedenle sürecin mümkün olduğu kadar hızlı ilerlemesi gerekiyor. Bu dönemde yayın yapılır ancak transkripsiyon yapılmaz. Çalışmalar, DNA çoğalmasının aynı anda birkaç bin noktada, yani belirli bir nükleotid dizisine sahip küçük alanlarda meydana geldiğini göstermiştir. Bunlara özel başlatma proteinleri bağlanır ve bunlar da diğer DNA replikasyon enzimleri tarafından birleştirilir.

Sentezin gerçekleştiği DNA parçasına replikon denir. Orjinden başlar ve enzim replikasyonu tamamladığında sona erer. Replicon otonomdur ve tüm süreci kendi desteğiyle de sağlar.
Süreç tüm noktalardan aynı anda başlamayabilir; bir yerde daha erken, bir yerde daha sonra başlayabilir; bir veya iki zıt yönde akabilir. Olaylar oluştuğunda aşağıdaki sırayla gerçekleşir:

çoğaltma çatalı;
RNA primeri.

Çoğaltma çatalı

Bu kısım, ayrılmış DNA iplikçiklerinde deoksiribonükleik iplikçiklerin sentezlendiği işlemdir. Çatallar sözde çoğaltma gözünü oluşturur. İşlemden önce bir dizi eylem gerçekleştirilir:

nükleozomdaki histonlara bağlanmanın serbest bırakılması - Metilasyon, asetilasyon ve fosforilasyon gibi DNA replikasyon enzimleri, proteinlerin pozitif yüklerini kaybetmesine neden olan kimyasal reaksiyonlar üretir ve bu da onların salınmasını teşvik eder;
ipliklerin daha fazla serbest bırakılması için gerekli olan despiralizasyon gevşemedir;
DNA iplikçikleri arasındaki hidrojen bağlarının kırılması;
molekülün farklı yönlerindeki farklılıkları;
SSB proteinlerinin yardımıyla gerçekleşen fiksasyon.

RNA astarı

Sentez, DNA polimeraz adı verilen bir enzim tarafından gerçekleştirilir. Bununla birlikte, bunu kendi başına başlatamaz, bu nedenle bu, aynı zamanda RNA primerleri olarak da adlandırılan diğer enzimler - RNA polimerazlar tarafından yapılır. Deoksiribonükleik zincirlere paralel olarak sentezlenirler. Böylece başlatma, kırılan ve farklı yönlere hareket eden iki DNA zinciri üzerindeki iki RNA primerinin sentezi ile sona erer.

Uzama

Bu periyot, daha önce bahsedilen DNA polimeraz tarafından gerçekleştirilen, RNA tohumunun 3" ucuna bir nükleotidin eklenmesiyle başlar. Birincisine ikinci, üçüncü nükleotidi bağlar ve bu şekilde devam eder. yeni iplikçik ana ipliğe bağlanır. İplik sentezinin 5" - 3" yönünde ilerlediğine inanılır.
Çoğaltma çatalına doğru gerçekleştiği yerde sentez sürekli olarak ilerler ve aynı zamanda uzar. Bu nedenle, böyle bir iş parçacığına öncü veya öncü denir. Artık üzerinde RNA primerleri oluşmuyor.

Bununla birlikte, karşıt ana iplikçik üzerinde, DNA nükleotidleri, RNA primerine bağlanmaya devam eder ve deoksiribonükleik iplikçik, reduplikasyon çatalının tersi yönde sentezlenir. Bu durumda gecikme veya gecikme denir.

Geciken iplikte sentez, parçalar halinde meydana gelir ve bir bölümün sonunda sentez, aynı RNA primerini kullanarak yakındaki başka bir bölümde başlar. Böylece, gecikmeli iplikçik üzerinde DNA ve RNA ile bağlanan iki parça vardır. Bunlara Okazaki parçaları denir.

Sonra her şey tekrarlanır. Daha sonra sarmalın başka bir dönüşü çözülür, hidrojen bağları kırılır, iplikler ayrılır, öndeki iplik uzar, RNA primerinin bir sonraki parçası geride kalanda sentezlenir ve ardından Okazaki fragmanı sentezlenir. Bundan sonra, geciken iplikçik üzerindeki RNA primerleri yok edilir ve DNA parçaları bir araya getirilir. Bu, bu devrede aynı anda gerçekleşir:

yeni RNA primerlerinin oluşumu;
Okazaki fragmanlarının sentezi;
RNA primerlerinin imhası;
tek bir zincire yeniden bağlanma.

Sonlandırma

İşlem, iki replikasyon çatalı karşılaşıncaya veya bunlardan biri molekülün sonuna ulaşıncaya kadar devam eder. Çatallar buluştuktan sonra yavru DNA zincirleri bir enzim tarafından birleştirilir. Çatal molekülün ucuna doğru hareket ederse özel enzimler yardımıyla DNA replikasyonu tamamlanır.

Düzeltme

Bu süreçte çoğaltmanın kontrolü (veya düzeltilmesi) önemli bir rol oynar. Dört tip nükleotidin tümü sentez alanına ulaşır ve deneme eşleşmesi yoluyla DNA polimeraz ihtiyaç duyulanları seçer.

İstenilen nükleotid, DNA şablon zincirinde benzer bir nükleotid kadar hidrojen bağı oluşturabilmelidir. Ayrıca şeker-fosfat omurgaları arasında, iki bazdaki üç halkaya karşılık gelen belirli bir sabit mesafe olması gerekir. Nükleotid bu gereksinimleri karşılamıyorsa bağlantı oluşmayacaktır.
Kontrol, zincire dahil edilmeden ve sonraki nükleotidin dahil edilmesinden önce gerçekleştirilir. Bundan sonra şeker fosfat omurgasında bir bağ oluşur.

Mutasyon değişkenliği

DNA replikasyon mekanizması, yüksek doğruluk yüzdesine rağmen, her zaman iplikçiklerde genellikle "gen mutasyonları" olarak adlandırılan bozukluklara sahiptir. Her bin nükleotid çiftinde bir hata vardır ve buna konvaryant çoğaltma adı verilir.

Çeşitli nedenlerle olur. Örneğin, yüksek veya çok düşük nükleotid konsantrasyonu, sitozin deaminasyonu, sentez alanında mutajenlerin varlığı ve daha fazlası. Bazı durumlarda hatalar onarım süreçleriyle düzeltilebilirken bazı durumlarda düzeltme imkansız hale gelir.

Hasar aktif olmayan bir yerdeyse, DNA çoğaltma işlemi gerçekleştiğinde hatanın ciddi sonuçları olmayacaktır. Belirli bir genin nükleotid dizisi bir eşleşme hatasıyla görünebilir. O zaman durum farklıdır ve olumsuz sonuç hem bu hücrenin ölümü hem de tüm organizmanın ölümü olabilir. Ayrıca gen havuzunu daha plastik hale getiren mutasyonel değişkenliğe dayandıkları da dikkate alınmalıdır.

Metilasyon

Sentez anında veya hemen sonrasında zincirlerin metilasyonu meydana gelir. İnsanlarda bu sürecin kromozom oluşturmak ve gen transkripsiyonunu düzenlemek için gerekli olduğuna inanılmaktadır. Bakterilerde bu süreç, DNA'nın enzimler tarafından kesilmesini önlemeye yarar.

Sevgili lise öğrencileri! Bu çalışma kitabı, çok çeşitli tür ve ifadelerdeki soruları nasıl yanıtlayacağınızı öğrenmenize yardımcı olmak için yazılmıştır. Bunlara genellikle "Test görevleri" denir. Bunu başarılı bir şekilde yapabilmek için hangi görevlerin olduğunu, bir görev türünün diğerinden nasıl farklı olduğunu bilmeniz gerekir. Çalışma kitabının ilk konusu şu bölümlerden oluşuyor: eğitim, öğretim ve kontrol. Geriye kalan konular yalnızca eğitim ve kontrol kısımlarını (testleri) içermektedir. Eğitim bölümünde akıl yürütme örnekleri, çoğu sorunun yanıtları ve bunlarla ilgili yorumlar gösterilir. Cevaplar da eğitim kısmında verilmiştir ancak doğru seçimi kendiniz açıklamanız gerekmektedir. Bunu yapmak için, yanlış cevapları çürüten gerekli argümanları serbest satırlara eklemeniz gerekir. Tamamlanan satırlar akıl yürütmenin mantığını gösterecektir.
Son olarak test kısmında işi tamamen ve bağımsız olarak tamamlamanız gerekiyor. “Genel Biyoloji” dersini okurken not defterini kullanarak, görevin anlamını doğru anlamayı, soruları kendiniz sorup cevaplamayı, cevaplarınızın doğruluğunu kanıtlamayı ve yanlış cevapları çürütmeyi öğreneceksiniz. Eğitim ve öğretim bölümlerinde, çoğunlukla çeşitli test kağıtlarında bulunan, farklı zorluk seviyelerindeki görevlerle tanışacaksınız. Kontrol kısmı ayrıca hem çok basit hem de daha karmaşık soruları içerir. Hemen hemen tüm sorular ve ödevler, çeşitli sınav türlerini, ancak her şeyden önce Birleşik Devlet Sınavını geçmeye hazırlanmayı amaçlamaktadır. Çalışma kitabının bu yapısı ve bu biçimi bununla bağlantılıdır. Yalnızca bireysel çalışmalar için değil aynı zamanda öğretmen veya sınıf arkadaşlarıyla ortak çalışma için de tasarlanmıştır.

Testlerde, testlerde ve sınavlarda bulunan görev türleri (görev örnekleri Birleşik Devlet Sınavı 2007'nin demo versiyonundan alıntılanmıştır)

Eğitim bölümü

Dizüstü bilgisayarla çalışmaya başladığınızda, farklı türdeki görev örneklerini dikkatlice inceleyin. Onları tanımayı öğrenin. Test görevleri aşağıdaki türlere ayrılmıştır.

1. Birkaç tane arasından bir doğru cevabın seçilmesiyle ilgili görevler.

Böyle bir soruyu cevaplarken çok dikkatli okumanız ve anlamını doğru bir şekilde anlamanız gerekir. Sorulan soru ne? Bilimsel araştırma yönteminin özellikleri üzerine. Bu belirtiler nelerdir? Yapısal özellikler ve kromozom sayısı. Hücreye girmeden bu işaretleri tespit etmek mümkün müdür? Hayır yapamazsın. Aşağıdaki yöntemlerden hangisi mikroskop kullanarak bir hücrenin içine girmeyi sağlar? Sadece sitogenetik. Yani doğru cevap bu olacak.
Diğer araştırma yöntemlerinin özelliklerini hatırlayarak başka, daha uzun bir akıl yürütme yolu seçebilirsiniz.

Bu sorunun doğru cevabını seçmek son derece basit veya oldukça karmaşık olabilir. Sorunun anlamını doğru bir şekilde anlarsanız ve kromatidin yapısındaki DNA molekülünden farklı olduğunu ve mitozun interfazında hücre bölünmesi sırasında oluştuğunu biliyorsanız, o zaman seçim basittir - doğru cevap 1'dir.
Şüpheler şu mantığa yol açabilir: 2. ve 3. noktalar oldukça açıktır ve doğru cevap olarak seçilemezler. Bölünmeyen bir hücrede kromatitler oluşmaz ve bakteri hücresinde bulunan dairesel DNA molekülü, kromatit yapısına sahip değildir. 1. ve 4. maddeler kafa karıştırıcı olabilir, çünkü... hafızamız bize bir kromozomun iki kromatitten ve bir DNA molekülünün iki zincirden oluştuğunu söyler. İşte tam bu noktada soruyu tekrar okuyup anlamını düşünmelisiniz. DNA kromatidin bir parçasıdır, dolayısıyla doğru cevap 1'dir.

2. Çoktan seçmeli doğru cevaplara sahip görevler.

Birkaç doğru cevap seçeneğiyle bir görevi tamamlamak için, bir nesnenin özelliklerini iyi hatırlamanız veya halihazırda sahip olduğunuz bilgilere dayanarak sonuçlar çıkarabilmeniz gerekir. Bu soru hem doğru bilgiye, hafızaya hem de sahip olduğunuz bilgilere dayanarak doğru cevapları çıkarabilme yeteneğine sahip olmanızı gerektirir. Öncelikle kendinize güvendiğiniz noktaları seçmeye çalışın. Örneğin tüm hücrelerin sitoplazmaya sahip olduğundan eminsiniz. Bu nedenle seçilen ilk madde 2'dir. Tüm hücreler hücre zarıyla kaplıdır veya organelleri zar yapısına sahiptir. Bu, 4. noktanın doğru olarak seçilebileceği anlamına gelir. Mantık, bir hücrenin proteinler olmadan var olamayacağını söyler; çünkü her canlı sistem proteinleri yapısal bir bileşen olarak kullanır. Ancak bu proteinlerin sentezlenmesi gerekiyor, yani biyosentezin gerçekleşeceği bir aparatın olması gerekiyor. Bunlar ribozomlardır. Yani cevap 6 doğrudur.

Başka bir akıl yürütme yöntemi seçebilirsiniz, ancak genel olarak önerdiğimiz yönteme benzer olacaktır.

3. Bir nesneyi özellikleri ve özellikleriyle karşılaştırmaya yönelik görevler

İlişkilendirmek, karşılaştırmak – bu, bir nesneyi ve onun özelliklerini ve niteliklerini birbirine bağlamak anlamına gelir. Yani, örneğin, bir nesne belirli bir bilim - anatomi veya fizyoloji ve özellikleri - bilimin çalışma konusu olabilir, yani. incelediği olay veya süreçler.

Bu tür görevler, nesneleri karşılaştırmak için özelliklerin seçilmesi gibi bir işlemi gerçekleştirmenizi gerektirir. Bu soruları cevaplarken sahip olduğunuz bilgileri kullanmanız gerekir. Bunlardan bazılarını sadece derslerde değil, aynı zamanda yaşam deneyimlerinin bir sonucu olarak da edindiniz. Mesela kurbağaların suda geliştiğini çok iyi biliyorsunuz, çoğu pürüzsüz ve kaygandır. Zaten iki amfibi belirtisine dikkat çekebilirsiniz. Ayrıca timsahların, yılanların, kaplumbağaların ve kertenkelelerin karaya yumurtalarını bıraktığını ve yavrularına bakmadıklarını da biliyorsunuz. Bu, yumurtaların büyük miktarda besin kaynağına sahip olması gerektiği anlamına gelir. Kurbağalar ürer. Bu iyi bilinen bir gerçektir. Ama ne tür bir gübrelemeleri var, bunu düşünmelisiniz. Ancak soruda “çoğu türde” ifadesi yer alıyor. Sürüngenlerde döllenmenin her zaman içsel olduğunu biliyorsanız, o zaman B noktasının amfibiler için geçerli olduğu açıktır. Çocukluğunuzdan beri, bir kurbağanın çeşitli gelişim aşamalarından geçtiğini biliyorsunuz: Yumurtadan bir kurbağa yavrusu çıkar ve daha sonra yetişkin bir amfibiye dönüşür. Sürüngenlerde bu tür dönüşümler meydana gelmez. Bu yorumu analiz ettikten sonra doğru cevapları kendiniz adlandırabilirsiniz.

4. Olayların, olayların, süreçlerin sırasını belirleme görevleri

Bu tür görevleri yerine getirirken söz konusu süreci veya eylemi hayal edebilmeniz gerekir. Ayrıca soruda her zaman diziyi oluşturmaya hangi noktada başlamanız gerektiğine dair bir gösterge aramalısınız. Böyle bir gösterge yoksa, bu sıra yalnızca kesin olarak tanımlanabilir.

Bu soruyu yanıtlarken sürecin başlangıç ve bitiş anlarını belirlemek gerekir. Bu durumda son nokta açıktır - bu D noktasıdır. A ve B noktalarının sırası ile ilgili soru ortaya çıkabilir, ancak herhangi bir biyokimyasal reaksiyonun enzimlerin etkisiyle başladığını bilmeniz gerekir. Bu nedenle, ilk aşama B'dir. Daha sonra molekülün çözülmesi ikinci aşamadır (A), ardından dizi netleşir - önce parçaların ayrılması (B) ve ardından yenilerinin büyümesi (D). Yani cevap: BAVGD.

5. Ücretsiz yanıtlı sorular

C1. Verilen metindeki hataları bulun. Hata yapılan cümle sayısını belirtiniz ve açıklayınız.

Bu soru Mantar Krallığının özelliklerini tam olarak bilmenizi gerektirir. İlk cümlede herhangi bir hata bulunmamaktadır. Hiçbir noktada çelişki içermiyor. İkinci cümlede de bu tür çelişkiler var. Tüm mantarlar çok hücreli organizmalar mıdır? Hayır hepsi değil.

Mayalar tek hücreli mantarlardır. 3. ve 4. cümlelerde de hatalar vardı. Mantarlar arasında ototrofik organizmalar yoktur. Ne fotosentez ne de kemosentez yapabilirler. Son olarak mantarların hücre duvarlarının selülozdan değil kitinden oluştuğunu unutmamalıyız. Dolayısıyla bu tür soruların doğru yanıtları, mevcut bilgilerin uygulanmasını ve sorudaki çelişkilerin aranmasını gerektirir.

Bu oldukça zor bir soru çünkü hangi burçların isimlendirilmesi gerektiğine karar vermeniz gerekiyor. Cevabın mantığı nasıl olmalı? Öncelikle sorulara çok uzun cevap vermemeyi unutmamalısınız. Cevap ne kadar kısa olursa o kadar iyidir. Mümkün olduğu kadar doğru olmalıdır. Tartışmaya başlayalım. Bitkiler sudan karaya çıktıklarında hangi çelişkileri çözmeleri gerekiyor? Açıkça ortaya çıkan ilk şey su kaybına karşı korumadır. Su ortamında bu sorun çözüldü. Bu, buharlaşma sürecini düzenleyen cihazların olması gerektiği anlamına gelir. Bunlar stomalar ve daha sonra kütikül, değiştirilmiş yapraklardır. Daha sonra bitkilerin suyu belirli bir yüksekliğe yükseltmesi gerektiğini hatırlamamız gerekiyor. Bu, aslında ilk kara bitkilerinde ortaya çıkan bir iletken sisteme ihtiyacımız olduğu anlamına geliyor. Su bitkileri hareketli ve esnekti. Vücutları akıntıların etkisiyle sallandı ama kırılmadı. Karada rüzgar basıncına dayanmak gerekir. Bu nedenle, bitkiyi toprağa sabitleyen organların yanı sıra mekanik dokuların da ortaya çıkması gerekirdi - rizoidler, kökler, rizomlar.

Bu nedenle cevap şu olabilir.
1. Buharlaşmaya karşı korunmaya yardımcı olan bütünleşik dokunun (stomalı epidermis) görünümü.
2. Maddelerin taşınmasını sağlayan iletken bir sistemin ortaya çıkması.
3. Destekleyici bir işlevi yerine getiren mekanik dokunun gelişimi.

4. Bitkilerin toprağa sabitlendiği rizoidlerin oluşumu.

Eğitim bölümü

Konu: “Kalıtım olgusunun temel kalıpları”

Mono ve dihibrit geçiş

Cevaplara yorum ekleyin.

A10. Boynuzlu homozigot bir ineğin (kutuplu gen) melezlenmesiyle ne tür bir yavru elde edilir? İÇİNDE(hakimdir) boynuzlu bir boğayla:

A11. Kahverengi gözlü bir adam ve kahverengi gözlü bir kadın, üç kahverengi gözlü kız ve bir mavi gözlü erkek çocuk doğurdu. Kahverengi göz geni baskındır. Ebeveynlerin genotipleri nelerdir?

Cevap seçenekleri

1) baba AA, anne ah
2) baba ah, anne AA
3) baba ah, anne ah
4) baba ah, anne ah

ATP nükleik asitlerinin yapısı ve fonksiyonları

İLE nükleik asitler Hidroliz sırasında pürin ve pirimidin bazları, pentoz ve fosforik asit halinde ayrışan yüksek polimerli bileşikleri içerir. Nükleik asitler karbon, hidrojen, fosfor, oksijen ve nitrojen içerir. İki sınıf nükleik asit vardır: ribonükleik asitler (RNA) Ve deoksiribonükleik asitler (DNA).

DNA'nın yapısı ve fonksiyonları

DNA- monomerleri deoksiribonükleotidler olan bir polimer. DNA molekülünün uzamsal yapısının çift sarmal biçiminde bir modeli 1953'te J. Watson ve F. Crick tarafından önerildi (bu modeli oluşturmak için M. Wilkins, R. Franklin, E. Chargaff'ın çalışmalarını kullandılar) ).

DNA molekülü Birbiri etrafında ve hayali bir eksen etrafında birlikte sarmal olarak bükülmüş iki polinükleotid zincirinden oluşur; çift sarmaldır (bazı DNA içeren virüslerin tek sarmallı DNA'sı vardır). DNA çift sarmalının çapı 2 nm, bitişik nükleotidler arasındaki mesafe 0,34 nm'dir ve sarmalın dönüşü başına 10 nükleotid çifti vardır. Molekülün uzunluğu birkaç santimetreye ulaşabilir. Molekül ağırlığı - onlarca ve yüz milyonlarca. Bir insan hücresinin çekirdeğindeki DNA'nın toplam uzunluğu yaklaşık 2 m'dir. Ökaryotik hücrelerde DNA, proteinlerle kompleksler oluşturur ve spesifik bir uzaysal yapıya sahiptir.

DNA monomeri - nükleotid (deoksiribonükleotid)- üç maddenin kalıntılarından oluşur: 1) azotlu bir baz, 2) beş karbonlu bir monosakarit (pentoz) ve 3) fosforik asit. Nükleik asitlerin azotlu bazları pirimidin ve pürin sınıflarına aittir. DNA pirimidin bazları(moleküllerinde bir halka bulunur) - timin, sitozin. Pürin bazları(iki halkası vardır) - adenin ve guanin.

DNA nükleotid monosakkariti deoksiribozdur.

Bir nükleotidin adı karşılık gelen bazın adından türetilir. Nükleotidler ve azotlu bazlar büyük harflerle gösterilir.

Polinükleotid zinciri, nükleotid yoğunlaşma reaksiyonlarının bir sonucu olarak oluşur. Bu durumda, bir nükleotidin deoksiriboz kalıntısının 3"-karbonu ile diğerinin fosforik asit kalıntısı arasında, fosfoester bağı(güçlü kovalent bağlar kategorisine aittir). Polinükleotid zincirinin bir ucu 5" karbonla (5" uç olarak adlandırılır) biter, diğer ucu ise 3" karbonla (3" uç olarak adlandırılır) biter.

Nükleotidlerin bir ipliğinin karşısında ikinci bir iplik bulunur. Bu iki zincirdeki nükleotidlerin dizilişi rastgele değil, kesin olarak tanımlanmıştır: Timin her zaman diğer zincirdeki bir zincirdeki adenin karşısında yer alır ve sitozin her zaman guaninin karşısında yer alır, adenin ve timin arasında iki hidrojen bağı oluşur ve üç Guanin ve sitozin arasında hidrojen bağları oluşur. Farklı DNA zincirlerinin nükleotitlerinin kesin olarak sıralandığı (adenin - timin, guanin - sitozin) ve seçici olarak birbirleriyle bağlandığı modele denir tamamlayıcılık ilkesi. J. Watson ve F. Crick'in, E. Chargaff'ın çalışmalarına aşina olduktan sonra tamamlayıcılık ilkesini anlamaya başladıklarını belirtmek gerekir. Çeşitli organizmaların çok sayıda doku ve organ örneğini inceleyen E. Chargaff, herhangi bir DNA fragmanında guanin kalıntılarının içeriğinin her zaman sitozin ve adenin - timin içeriğine tam olarak karşılık geldiğini buldu ( "Chargaff kuralı"), ancak bu gerçeği açıklayamadı.

Tamamlayıcılık ilkesinden, bir zincirin nükleotid dizisinin diğerinin nükleotid dizisini belirlediği sonucu çıkar.

DNA iplikçikleri antiparaleldir (çok yönlü), yani. Farklı zincirlerin nükleotidleri zıt yönlerde bulunur ve bu nedenle bir zincirin 3" ucunun karşısında diğerinin 5" ucu bulunur. DNA molekülü bazen sarmal bir merdivene benzetilir. Bu merdivenin "korkuluğu" bir şeker-fosfat omurgasıdır (alternatif deoksiriboz ve fosforik asit kalıntıları); “adımlar” tamamlayıcı azotlu bazlardır.

DNA'nın işlevi- kalıtsal bilgilerin depolanması ve iletilmesi.

DNA replikasyonu (reduplikasyon)

DNA kopyalama- DNA molekülünün ana özelliği olan kendi kendini kopyalama süreci. Replikasyon, matris sentezi reaksiyonları kategorisine aittir ve enzimlerin katılımıyla gerçekleşir. Enzimlerin etkisi altında DNA molekülü çözülür ve her zincirin etrafında tamamlayıcılık ve antiparalellik ilkelerine göre şablon görevi gören yeni bir zincir oluşturulur. Böylece her yavru DNA'da bir iplik anneye ait, ikincisi ise yeni sentezlenir. Bu sentez yöntemine denir yarı muhafazakar.

Çoğaltma için “yapı malzemesi” ve enerji kaynağı deoksiribonükleosit trifosfatlar(ATP, TTP, GTP, CTP) üç fosforik asit kalıntısı içerir. Deoksiribonükleosit trifosfatlar bir polinükleotid zincirine dahil edildiğinde, iki terminal fosforik asit kalıntısı ayrılır ve açığa çıkan enerji, nükleotidler arasında bir fosfodiester bağı oluşturmak için kullanılır.

Aşağıdaki enzimler replikasyonda rol oynar:

helikazlar (“çözen” DNA);
istikrarsızlaştırıcı proteinler;
DNA topoizomerazları (kesilmiş DNA);
DNA polimerazları (deoksiribonükleosit trifosfatları seçin ve bunları tamamlayıcı olarak DNA şablon zincirine ekleyin);
RNA primazları (RNA primerlerini oluşturur);
DNA ligazları (DNA parçalarını birbirine bağlar).

Helikazların yardımıyla DNA belirli bölümlerde çözülür, DNA'nın tek sarmallı bölümleri kararsızlaştırıcı proteinlerle bağlanır ve çoğaltma çatalı. 10 nükleotid çiftinin farklılaşmasıyla (sarmalın bir dönüşü), DNA molekülünün kendi ekseni etrafında tam bir devrim yapması gerekir. Bu dönüşü önlemek için DNA topoizomeraz, DNA'nın bir sarmalını keserek ikinci sarmalın etrafında dönmesine izin verir.

DNA polimeraz, bir nükleotidi yalnızca önceki nükleotidin deoksiribozunun 3" karbonuna bağlayabilir, dolayısıyla bu enzim şablon DNA boyunca yalnızca tek bir yönde hareket edebilir: bu şablon DNA'nın 3" ucundan 5" ucuna kadar. Ana DNA'da zincirler antiparalel olduğundan, farklı zincirlerde yavru polinükleotid zincirlerinin birleşimi farklı şekilde ve zıt yönlerde gerçekleşir, yavru polinükleotid zincirinin sentezi kesintisiz olarak gerçekleşir; kız zincir çağrılacak; önde gelen. 5"–3" zincir üzerinde - aralıklı olarak, parçalar halinde ( Okazaki'nin parçaları), replikasyonun tamamlanmasından sonra DNA ligazları tarafından tek bir iplikçik halinde dikilir; bu alt zincire çağrılacak gecikme (geride kalmak).

DNA polimerazın özel bir özelliği, çalışmaya ancak "tohumlar" (astar). "Primerlerin" rolü, RNA primaz enzimi tarafından oluşturulan ve şablon DNA ile eşleştirilen kısa RNA dizileri tarafından gerçekleştirilir. Polinükleotid zincirlerinin birleştirilmesi tamamlandıktan sonra RNA primerleri çıkarılır.

Çoğaltma prokaryotlarda ve ökaryotlarda benzer şekilde ilerler. Prokaryotlarda DNA sentez hızı, ökaryotlara (saniyede 100 nükleotid) göre çok daha yüksektir (saniyede 1000 nükleotid). Çoğaltma, DNA molekülünün birkaç yerinde aynı anda başlar. Bir replikasyon kaynağından diğerine uzanan bir DNA parçası, bir replikasyon birimi oluşturur. kopya.

Replikasyon hücre bölünmesinden önce gerçekleşir. DNA'nın bu yeteneği sayesinde kalıtsal bilgiler ana hücreden yavru hücrelere aktarılır.

Onarım (“onarım”)

Tazminatlar DNA nükleotid dizisindeki hasarın ortadan kaldırılması işlemidir. Hücrenin özel enzim sistemleri tarafından gerçekleştirilir ( onarım enzimleri). DNA yapısını eski haline getirme sürecinde aşağıdaki aşamalar ayırt edilebilir: 1) DNA onarım nükleazları, DNA zincirinde bir boşluk oluşması sonucunda hasarlı alanı tanır ve uzaklaştırır; 2) DNA polimeraz, ikinci (“iyi”) iplikten bilgiyi kopyalayarak bu boşluğu doldurur; 3) DNA ligaz nükleotidleri “çapraz bağlar” ve onarımı tamamlar.

En çok çalışılan üç onarım mekanizması vardır: 1) foto-onarım, 2) eksizyonel veya replikasyon öncesi onarım, 3) replikasyon sonrası onarım.

Reaktif metabolitlerin, ultraviyole radyasyonun, ağır metallerin ve tuzlarının vb. etkisi altında hücrede sürekli olarak DNA yapısında değişiklikler meydana gelir. Bu nedenle onarım sistemlerindeki kusurlar, mutasyon süreçlerinin hızını artırır ve kalıtsal hastalıklara (kseroderma pigmentosum, progeria, vesaire.).

RNA'nın yapısı ve fonksiyonları

RNA- monomerleri olan bir polimer ribonükleotidler. DNA'nın aksine, RNA iki değil, bir polinükleotid zincirinden oluşur (RNA içeren bazı virüslerin çift sarmallı RNA'ya sahip olması hariç). RNA nükleotidleri birbirleriyle hidrojen bağları oluşturma yeteneğine sahiptir. RNA zincirleri DNA zincirlerinden çok daha kısadır.

RNA monomeri - nükleotit (ribonükleotit)- üç maddenin kalıntılarından oluşur: 1) azotlu bir baz, 2) beş karbonlu bir monosakarit (pentoz) ve 3) fosforik asit. RNA'nın azotlu bazları ayrıca pirimidinler ve pürinler sınıflarına aittir.

RNA'nın pirimidin bazları urasil, sitozin, pürin bazları ise adenin ve guanindir. RNA nükleotid monosakarit ribozdur.

Vurgulamak üç tip RNA: 1) bilgilendirici(haberci) RNA - mRNA (mRNA), 2) Ulaşım RNA - tRNA, 3) ribozomal RNA - rRNA.

Tüm RNA türleri dallanmamış polinükleotitlerdir, belirli bir uzaysal yapıya sahiptir ve protein sentezi süreçlerinde yer alır. Her türlü RNA'nın yapısına ilişkin bilgi DNA'da saklanır. Bir DNA şablonu üzerinde RNA'nın sentezlenmesi işlemine transkripsiyon denir.

Transfer RNA'ları genellikle 76 (75'ten 95'e kadar) nükleotit içerir; moleküler ağırlık - 25.000–30.000, hücredeki toplam RNA içeriğinin yaklaşık% 10'unu oluşturur. tRNA'nın fonksiyonları: 1) amino asitlerin protein sentezi bölgesine, ribozomlara taşınması, 2) translasyon aracısı. Bir hücrede yaklaşık 40 tür tRNA bulunur ve bunların her biri benzersiz bir nükleotid dizisine sahiptir. Bununla birlikte, tüm tRNA'lar, tRNA'ların yonca yaprağı benzeri bir konformasyon kazanması nedeniyle birkaç molekül içi tamamlayıcı bölgeye sahiptir. Herhangi bir tRNA'da ribozomla temas için bir halka (1), bir antikodon halkası (2), enzimle temas için bir halka (3), bir alıcı kök (4) ve bir antikodon (5) bulunur. Amino asit, alıcı sapın 3" ucuna eklenir. Antikodon- mRNA kodonunu "tanımlayan" üç nükleotid. Spesifik bir tRNA'nın, antikodonuna karşılık gelen kesin olarak tanımlanmış bir amino asidi taşıyabileceği vurgulanmalıdır. Amino asit ve tRNA arasındaki bağlantının özgüllüğü, aminoasil-tRNA sentetaz enziminin özelliklerinden dolayı elde edilir.

Ribozomal RNA 3000–5000 nükleotit içerir; moleküler ağırlık - 1.000.000–1.500.000 rRNA, hücredeki toplam RNA içeriğinin% 80-85'ini oluşturur. Ribozomal proteinlerle kompleks halinde rRNA, protein sentezini gerçekleştiren organeller olan ribozomları oluşturur. Ökaryotik hücrelerde rRNA sentezi nükleollerde meydana gelir. rRNA'nın fonksiyonları: 1) ribozomların gerekli bir yapısal bileşeni ve dolayısıyla ribozomların çalışmasının sağlanması; 2) ribozom ve tRNA'nın etkileşiminin sağlanması; 3) ribozomun ve mRNA'nın başlatıcı kodonunun ilk bağlanması ve okuma çerçevesinin belirlenmesi, 4) ribozomun aktif merkezinin oluşumu.

Haberci RNA'lar nükleotid içeriği ve molekül ağırlığı bakımından farklılık gösteriyordu (50.000'den 4.000.000'e kadar). mRNA, hücredeki toplam RNA içeriğinin %5'ine kadarını oluşturur. mRNA'nın fonksiyonları: 1) genetik bilginin DNA'dan ribozomlara aktarılması, 2) bir protein molekülünün sentezi için matris, 3) bir protein molekülünün birincil yapısının amino asit dizisinin belirlenmesi.

ATP'nin yapısı ve işlevleri

Adenozin trifosforik asit (ATP)- canlı hücrelerde evrensel bir kaynak ve ana enerji akümülatörü. ATP tüm bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur. ATP miktarı ortalama %0,04'tür (hücrenin ıslak ağırlığının), en büyük ATP miktarı (%0,2-0,5) iskelet kaslarında bulunur.

ATP artıklardan oluşur: 1) azotlu bir baz (adenin), 2) bir monosakarit (riboz), 3) üç fosforik asit. ATP bir değil üç fosforik asit kalıntısı içerdiğinden ribonükleosit trifosfatlara aittir.

Hücrelerde meydana gelen işlerin çoğu, ATP hidrolizinin enerjisini kullanır. Bu durumda fosforik asitin terminal kalıntısı elimine edildiğinde ATP, ADP'ye (adenozin difosforik asit) dönüşür, ikinci fosforik asit kalıntısı elimine edildiğinde ise AMP'ye (adenozin monofosforik asit) dönüşür. Fosforik asidin hem terminal hem de ikinci kalıntılarının eliminasyonu üzerine serbest enerji verimi 30.6 kJ'dir. Üçüncü fosfat grubunun eliminasyonuna sadece 13,8 kJ'lik bir salınım eşlik eder. Terminal ile fosforik asidin ikinci, ikinci ve birinci kalıntıları arasındaki bağlara yüksek enerji (yüksek enerji) adı verilir.

ATP rezervleri sürekli olarak yenilenir. Tüm organizmaların hücrelerinde ATP sentezi fosforilasyon sürecinde meydana gelir, yani. ADP'ye fosforik asit eklenmesi. Fosforilasyon, solunum (mitokondri), glikoliz (sitoplazma) ve fotosentez (kloroplastlar) sırasında değişen yoğunlukta meydana gelir.

ATP, enerjinin salınması ve birikmesiyle birlikte gerçekleşen süreçler ile enerji harcamasıyla meydana gelen süreçler arasındaki ana bağlantıdır. Ek olarak ATP, diğer ribonükleosit trifosfatlarla (GTP, CTP, UTP) birlikte RNA sentezi için bir substrattır.

DNA'ya kaydedilen bilgilerin yalnızca hücrelerin ve organizmaların gelişimi sırasında uygulanması değil, aynı zamanda gelecek nesillere eksiksiz olarak aktarılması gerekir. Bu amaçla hücre bölünmesinden önce içinde bir işlem gerçekleştirilir. çoğaltma yani DNA miktarının iki katına çıkması.

Çoğaltma mekanizması hakkındaki bilgiler DNA'nın kendisinde bulunur: bazı genler, DNA öncülerini (nükleotidler) sentezleyen enzimleri kodlar, diğerleri ise aktive edilmiş nükleotidlerin tek bir zincire bağlanmasını sağlayan enzimleri kodlar. Çoğaltma mekanizması ilk olarak J. Watson ve F. Crick tarafından ortaya atılmış ve DNA iplikçiklerinin tamamlayıcılığının bu molekülün kendisini kopyalayabildiğini öne sürdüğünü belirtmiştir. İki katına çıkmanın hidrojen bağlarının kırılmasını ve zincirlerin birbirinden ayrılmasını gerektirdiğini, bunların her birinin tamamlayıcı zincirin sentezinde bir şablon rolü oynadığını öne sürdüler. Bir ikiye katlama eyleminin sonucu olarak, her biri bir ana iplik ve bir yenisini içeren iki çift iplikli DNA molekülü oluşur (şekle bakın).

Mekanizmanın adı verildi yarı korunumlu çoğaltma. Daha sonra DNA replikasyonunun şablon yapısı ve öne sürülen prensibi çok sayıda deneysel veriyle doğrulandı.

DNA replikasyonu kromozom üzerindeki belirli noktalarda başlar; replikasyon başlangıç bölgeleri (köken). Çoğaltma işlemi çok sayıda enzim tarafından gerçekleştirilir. Bakteriyel DNA'nın, özellikle de E. coli'nin replikasyon aparatı en kapsamlı şekilde incelenmiştir. Prokaryotlarda DNA molekülünün çözülmesi işlevi spesifik enzimler tarafından gerçekleştirilir. helikazlar ATP'nin ADP'ye hidroliz enerjisini iş için kullanır. Genellikle çatal hareketini ve bükülmemiş iplikçiklerin replikasyonunu gerçekleştiren bir protein kompleksinin parçası olarak işlev görürler. Tek iplikli bölgelere bağlanan diğer spesifik proteinler, DNA iplikçiklerinin yeniden birleşmesini engeller. Farklı yönlerde ayrılan bu bölümler karakteristik bir yapı oluşturur - bir çoğaltma çatalı (Kearns çatalı). Bu, DNA molekülünün şu anda yeni bir zincirin sentezinin gerçekleştiği kısmıdır. Protein çatalın desteklenmesinde önemli bir rol oynar. giraz topolojik izomerazlar kategorisine aittir. Sadece bakterilerde bulunur. Gyrase, çift sarmallı kırılmalar üreterek, pozitif (çatalın önündeki) kısmı uzaklaştıran ve gevşemiş DNA'da negatif (çatalın arkasında) süper sarmalların oluşumunu teşvik eden rahatlatıcı bir enzimdir.

Maternal DNA'nın her bir ipliği, yavru moleküllerin sentezi için bir şablon görevi görür. Bir zincirde sentez, 5" ucundan 3" ucuna kadar sürekli olarak meydana gelir. Bu zincire öncü zincir denir. Gecikmeli iplik adı verilen ters yöndeki ikinci iplik, ayrı parçalar halinde sentezlenir ve bunlar daha sonra ligazlarla sürekli bir moleküle çapraz bağlanır. Parçalara, bu DNA sentezi yöntemini ilk kez öne süren Amerikalı bilim adamı R. Okazaki'nin adı verilmiştir. Okazaki'nin parçaları. Sentez sırasında replikasyon çatalı şablon boyunca hareket eder ve çatal sentezin son noktasına (sonlanma noktası) ulaşana kadar DNA'nın yeni bölümleri sırayla çözülür.

Yeni bir DNA zincirinin sentezi, küçük bir RNA parçası formunda bir primer gerektirir, çünkü önde gelen enzimi DNA polimerazının çalışması için serbest bir 3"OH grubu gerekir. Prokaryotlarda benzer işlevlere sahip üç farklı DNA polimeraz bulunmuştur; polI, polII ve polIII olarak adlandırılır. DNA polimeraz I en kapsamlı şekilde incelenmiştir. çok işlevli aktiviteye sahip polipeptit (polimeraz, 3" → 5" eksonükleaz ve 5" → 3" ekzonükleaz) Primerin sentezi, bazen 15-20 proteinden oluşan bir kompleksin parçası olan primaz enzimi tarafından gerçekleştirilir. matrisi etkinleştirir. Primer 10. -60 ribonükleotidden oluşur. E. coli'deki DNA sentezinin anahtar enzimi - polIII - ilk deoksiribonükleotidleri primere bağladıktan sonra, 3" içeren polI yardımıyla çıkarılır. 5" ekzonükleaz aktivitesi, yani terminal nükleotidleri zincirin 3" ucundan ayırma yeteneği. Primer ayrıca her Okazaki fragmanının başlangıcındaki gecikmeli iplikçikte de sentezlenir. PolIII tarafından sentezlenen parçaların uzamasının yanı sıra bölünmesi de poliI tarafından gerçekleştirilir. PolII'nin E. coli DNA replikasyonundaki rolü hala tam olarak açık değildir.

Ökaryotik DNA replikasyonu sırasında, kromozomlardaki proteinlerin varlığı nedeniyle replikasyon süreci karmaşıklaşır. DNA'yı çözmek için, yüksek derecede yoğunlaşmış DNA ve histon kompleksini yok etmek gerekir ve replikasyondan sonra yavru moleküllerin yeniden sıkışması meydana gelir. DNA'nın çözülmesi, replikasyon çatalının yakınında bulunan bölgelerin aşırı sarılmasına neden olur. Ortaya çıkan gerilimi azaltmak ve çatalı serbestçe hareket ettirmek için burada özel gevşeme enzimleri çalışır: topoizomerazlar. Çeşitli organizmalarda iki tip topoizomeraz tanımlanmıştır: tip I ve II. DNA iplikçiklerinin birinde (tip I topoizomerazlar) veya her ikisinde (tip II topoizomerazlar) kırılmalar üreterek süper sarmalın derecesini ve süper sarmal tipini değiştirirler ve DNA iplikçiklerinin dolaşması riskini ortadan kaldırırlar.

Bakteriyel DNA replikasyonu, tek bir başlatma bölgesi ile çift yönlü bir işlemdir. Bunun tersine, ökaryotik kromozom bireysel replikasyon bölgelerinden (kalıntılardan) oluşur ve birçok başlatma bölgesine sahiptir. Replikonlar farklı zamanlarda ve farklı hızlarda çoğalabilir. Ökaryotik hücrelerde DNA replikasyon hızı prokaryotik hücrelere göre çok daha düşüktür. E. coli'de hız yaklaşık 1500 bp'dir. ökaryotlarda saniyede - 10-100 bp. her saniye. Bazı virüslerin çift sarmallı dairesel DNA'sı, yuvarlanan daire düzeninde çoğalır. Bu durumda, bir DNA ipliği spesifik bir enzim tarafından tek bir yerden kesilir ve polIII enziminin yardımıyla ortaya çıkan serbest 3"OH ucuna nükleotidler bağlanmaya başlar. İçteki dairesel molekül şablon görevi görür. Kesilen iplikçik yeri değiştirilir ve daha sonra ligazlarla çapraz bağlanan parçalar oluşturmak üzere E. coli'nin gecikmeli ipliği gibi ikiye katlanır.

DNA kopyalama

DNA kopyalama- ana DNA molekülünün matrisi üzerinde bir yavru deoksiribonükleik asit molekülünün sentezlenmesi süreci. Ana hücrenin daha sonraki bölünmesi sırasında, her yavru hücre, orijinal ana hücrenin DNA'sının aynısı olan bir DNA molekülünün bir kopyasını alır. Bu süreç genetik bilginin nesilden nesile doğru bir şekilde aktarılmasını sağlar. DNA replikasyonu, İngilizce adı verilen 15-20 farklı proteinden oluşan karmaşık bir enzim kompleksi tarafından gerçekleştirilir. replikom) .

Çalışmanın tarihi

Her DNA molekülü, orijinal ana molekülün bir ipliğinden ve yeni sentezlenen bir iplikten oluşur. Bu kopyalama mekanizmasına yarı korunumlu denir. Şu anda bu mekanizmanın Matthew Meselson ve Franklin Stahl'ın (g.) deneyleri sayesinde kanıtlanmış olduğu düşünülmektedir. Daha önce iki model daha vardı: "koruyucu" - replikasyonun bir sonucu olarak, yalnızca ana zincirlerden oluşan bir DNA molekülü ve yalnızca yavru zincirlerden oluşan bir DNA molekülü oluşur; “dağıtıcı” - replikasyondan kaynaklanan tüm DNA molekülleri, bazı bölümleri yeni sentezlenen, diğerleri ise ana DNA molekülünden alınan zincirlerden oluşur.

Genel görünümler

DNA replikasyonu hücre bölünmesi sırasında önemli bir olaydır. Bölünme sırasında DNA'nın tamamen ve yalnızca bir kez kopyalanmış olması önemlidir. Bu, DNA replikasyonunu düzenleyen belirli mekanizmalar tarafından sağlanır. Çoğaltma üç aşamada gerçekleşir:

çoğaltma başlatma
uzama
çoğaltmanın sona ermesi.

Çoğaltma düzenlemesi esas olarak başlangıç aşamasında gerçekleşir. Bunun uygulanması oldukça kolaydır çünkü replikasyon herhangi bir DNA bölümünden değil, replikasyon başlatma bölgesi adı verilen kesin olarak tanımlanmış bir bölümden başlayabilir. Genomda bu türden yalnızca bir veya daha fazla bölge bulunabilir. Çoğaltma başlatma alanı kavramıyla yakından ilgili olan kavram, kopya . Bir replikon, bir replikasyon kaynağı içeren ve bu bölgeden DNA sentezi başladıktan sonra kopyalanan bir DNA bölümüdür. Bakteriyel genomlar, kural olarak, tek bir replikonu temsil eder; bu, tüm genomun replikasyonunun, replikasyonun başlatılmasının tek bir eyleminin sonucu olduğu anlamına gelir. Ökaryotik genomlar (ve ayrıca bireysel kromozomları), çok sayıda bağımsız replikondan oluşur ve bu, bireysel bir kromozomun toplam replikasyon süresini önemli ölçüde azaltır. Bir hücre bölünmesi döngüsü sırasında her bölgedeki replikasyon başlatma olaylarının sayısını kontrol eden moleküler mekanizmalara kopya numarası kontrolü denir. Kromozomal DNA'ya ek olarak bakteri hücreleri sıklıkla bireysel replikonlar olan plazmitleri de içerir. Plazmitlerin kendi kopya sayısı kontrol mekanizmaları vardır: hücre döngüsü başına plazmidin yalnızca bir kopyasının veya binlerce kopyanın sentezini sağlayabilirler.

Replikasyon, replikasyon başlangıç bölgesinde DNA çift sarmalının çözülmesiyle başlar. çoğaltma çatalı - doğrudan DNA replikasyonunun yeri. Çoğaltmanın tek yönlü veya çift yönlü olmasına bağlı olarak her site bir veya iki çoğaltma çatalı oluşturabilir. Çift yönlü çoğaltma daha yaygındır. Çoğalmanın başlamasından bir süre sonra elektron mikroskobunda gözlemlenebilir çoğaltma gözü - DNA'nın halihazırda kopyalanmış olduğu, kopyalanmamış DNA'nın daha uzun bölümleriyle çevrelenmiş bir kromozom bölümü.

Çoğaltma çatalında DNA, anahtar enzimi DNA polimeraz olan büyük bir protein kompleksini (replizom) kopyalar. Çoğaltma çatalı, prokaryotlarda dakikada yaklaşık 100.000 baz çifti, ökaryotlarda ise 500-5000 baz çifti hızla hareket eder.

Moleküler replikasyon mekanizması

Enzimler (helikaz, topoizomeraz) ve DNA bağlayıcı proteinler DNA'yı çözer, şablonu seyreltilmiş durumda tutar ve DNA molekülünü döndürür. Doğru replikasyon, tamamlayıcı baz çiftlerinin tam olarak eşleşmesi ve hatayı tanıyıp düzeltebilen DNA polimeraz aktivitesi ile sağlanır. Ökaryotlarda replikasyon birkaç farklı DNA polimeraz tarafından gerçekleştirilir. Daha sonra, sentezlenen moleküller aşırı sarma ve daha fazla DNA sıkıştırma ilkesine göre bükülür. Sentez enerji tüketir.

DNA molekülünün şeritleri birbirinden ayrılır, bir replikasyon çatalı oluşturur ve bunların her biri, üzerinde yeni bir tamamlayıcı ipliğin sentezlendiği bir şablon haline gelir. Sonuç olarak, ana molekülle aynı olan iki yeni çift sarmallı DNA molekülü oluşur.

Çoğaltma işleminin özellikleri

Notlar

Edebiyat

DNA'nın nesiller boyu korunması: DNA replikasyonu (Favorova O.O., SOZH, 1996)PDF (151 KB)
DNA Replikasyonu (animasyon) (İngilizce)

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “DNA replikasyonu”nun ne olduğuna bakın:

DNA kopyalama- - anne DNA'sının matrisinde yeni DNA'nın biyosentezi... Biyokimyasal terimlerin kısa bir sözlüğü

DNA kopyalama- DNR biyosintez durumu Kimyasal maddelerle ilgili fermentler Polinükleotid katalizatörleri DNR sintezleri ve DNR matrisleri. atitikmenys: İngilizce. DNA replikasyonu rus. DNA replikasyonu ryšiai: sinonimas – DNR replikacija … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

- (Geç Lat. replikasyon tekrarından), çoğaltma, otoreplikasyon, nükleik asit makromoleküllerinin kendi kendine çoğalma süreci, genetiğin doğru kopyalanmasını sağlama. Bilginin nesilden nesile aktarımı ve aktarımı. R. mekanizmasının kalbinde... ... Biyolojik ansiklopedik sözlük

- (Geç Lat. replikasyon tekrarından) (otoreprodüksiyon, otosentez, çoğaltma), özel enzimlerin katılımıyla DNA moleküllerinin (bazı RNA virüslerinde) ikiye katlanması. Çoğaltma esasına dayanan kromozomların çoğaltılmasına da denir... Büyük Ansiklopedik Sözlük

- (deoksiribonükleik asit), ÖKARYOTİK hücrelerin kromozomlarının ana bileşeni olan NÜKLEİK ASİT ve bazı VİRÜSLER. DNA, GENETİK KODU sakladığı için sıklıkla yaşamın "yapı malzemesi" olarak adlandırılır. Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

Yönetilmeyen çoğaltma- *sürekli replikasyon *kaçak replikasyon Hücre bölünmesiyle ilgisi olmayan ve bu bölünme tarafından kontrol edilmeyen plazmid DNA'nın çoklu replikasyonu... Genetik. ansiklopedik sözlük

DNA çift sarmalı Deoksiribonükleik asit (DNA), canlı organizmaların gelişimi ve işleyişi için depolamayı, nesilden nesile aktarımını ve genetik programın uygulanmasını sağlayan iki tip nükleik asitten biridir. Ana... ...Wikipedia

Çoğaltma işleminin şematik gösterimi, sayılar şunu gösterir: (1) gecikmeli iplik, (2) ön iplik, (3) DNA polimeraz (Polla), (4) DNA ligaz, (5) RNA primeri, (6) DNA primazı, ( 7) Okazaki fragmanı, (8) DNA polimeraz (Polδ), (9) ... ... Wikipedia