Ինչ է ԴՆԹ-ի վերացումը: ԴՆԹ-ի վերարտադրման գործընթացը

ԴՆԹ-ի մոլեկուլը քրոմոսոմի կառուցվածքն է: Մեկ քրոմոսոմը պարունակում է մեկ նման մոլեկուլ `բաղկացած երկու շերտերից: ԴՆԹ-ի վերարտադրումը տեղեկատվության փոխանցումն է մեկ մոլեկուլից մյուսին նրբաթիթեղների ինքնատիպ վերարտադրությունից հետո: ԴՆԹ-ի եւ ՌՆԹ-ի բնորոշ է: Այս հոդվածը վերաբերում է ԴՆԹ-ի վերամշակման գործընթացին:

Ընդհանուր տեղեկություններ եւ ԴՆԹ-ի սինթեզի տեսակները

Հայտնի է, որ մոլեկուլում փաթաթվածները խեղաթյուրված են: Այնուամենայնիվ, երբ ԴՆԹ-ի վերամշակման գործընթացը սկսվում է, նրանք despiralize, ապա շարժվել մի կողմ, եւ նոր պատճենը սինթեզվում յուրաքանչյուր. Վերջում հայտնվում են երկու բացարձակապես նույնական մոլեկուլներ, որոնցից յուրաքանչյուրում կա մոր եւ դուստր թելիկ: Այս սինթեզը կոչվում էր կիսապաշտպան: ԴՆԹ-ի մոլեկուլները հեռանում են, մնալով մեկ կենտրոնում, եւ վերջապես բաժանվում են միայն այն ժամանակ, երբ այս կենտրոնը սկսում է բաժանման գործընթացը:

Սինթեզի մեկ այլ տեսակ կոչում էր վերականգնող: Այն, ի տարբերություն նախորդի, որեւէ կապ չունի բջջային բեմի հետ, բայց սկսվում է այն ժամանակ, երբ ԴՆԹ-ն վնասում է: Եթե դրանք չափազանց լայն են, ապա բջիջը, ի վերջո, մահանում է: Սակայն, եթե վնասը տեղական է, ապա կարող եք վերականգնել այն: Կախված խնդրից, մեկ կամ երկու ԴՆԹ շղթաներ անմիջապես վերականգնվել են: Սա, ինչպես նաեւ կոչվում է անսպասելի սինթեզ, երկար ժամանակ չի պահանջում եւ մեծ էներգիայի աղբյուրներ չի պահանջում:
Բայց երբ ԴՆԹ-ի վերամշակումը տեղի է ունենում, շատ էներգիա սպառվում է, նյութը, դրա տեւողությունը երկարանում է ժամերով:
Կրկնօրինակումը բաժանված է երեք փուլով.

• Նախաձեռնություն;
• Ազատություն;
• Դադարեցումը:

Հաշվի առնենք ԴՆԹ-ի վերամշակման այս հաջորդականությունը ավելի մանրամասն:

Նախաձեռնություն

Մարդկային ԴՆԹ-ում կան մի քանի տասնյակ միլիոնավոր նուկլեոտիդ զույգեր (կենդանիների ընդամենը հարյուր իննը): ԴՆԹ-ի վերամշակումը սկսվում է շղթայում գտնվող բազմաթիվ վայրերում հետեւյալ պատճառներով: Մոտավորապես միեւնույն ժամանակ, տրանսգատորը տեղի է ունենում ՌՆԹ-ում, բայց դադարում է որոշ առանձին վայրերում ԴՆԹ-ի սինթեզի ժամանակ: Հետեւաբար, նման պրոցեսի առաջ բջիջների ցիտոպլազմում կուտակվում է բավարար քանակությամբ նյութ, որպեսզի պահպանվի գենների արտահայտությունը եւ խցանի կենսական ակտիվությունը չի խանգարում: Հաշվի առնելով, որ գործընթացը պետք է հնարավորինս արագ ընթանա: Թարգմանությունը կատարվում է այս ժամանակահատվածում, եւ transcription չի կատարվում: Ինչպես ցույց է տվել հետազոտությունը, ԴՆԹ-ի վերամշակումը անմիջապես տեղի է ունենում մի քանի հազար կետերում `փոքր տարածքներ, որոնք ունեն որոշակի հաջորդականությամբ նուկլեոտիդներ: Դրանք միանում են հատուկ նախաձեռնող սպիտակուցների, որոնք, իր հերթին, ավելացվում են ԴՆԹ-ի վերամշակման այլ ֆերմենտներ:

ԴՆԹ-ի մի հատված, որտեղ տեղի է ունենում սինթեզ, կոչվում է replicon: Այն սկսվում է ծագման կետից եւ ավարտվում է, երբ ֆերմենտը կրկնօրինակում է: Replicon- ն ինքնուրույն է, ինչպես նաեւ ամբողջ գործընթացն ապահովում է իր սեփական անվտանգությամբ:
Գործընթացը միանգամից չի կարող սկսվել բոլոր կետերից, ինչ-որ տեղ սկզբում սկսվում է, ինչ-որ տեղ, ավելի ուշ: Կարող է հոսել մեկ կամ երկու հակադիր ուղղություններով: Իրադարձությունները տեղի են ունենում հետեւյալ կարգով, երբ:

• Replication fork;
• ՌՆ-ի հիմքի վրա:

Replicative plug

Այս մասը մի գործընթաց է, որի ընթացքում դեզոդիռիբոնուկլեինային մանվածքների սինթեզը տեղի է ունենում անջատված ԴՆԹ-ների վրա: Forks- ն ձեւացնում է այսպես կոչված վերաբաշխման աչքը: Գործընթացը նախորդում է մի շարք գործողություններ.

• Ազնեցնենք նուկլեոսոմում հիստոնների կապակցությամբ `ԴՆԹ-ի վերամշակման ֆերմենտները, ինչպիսիք են մետիլացումը, ասեցումը եւ ֆոսֆորումը, առաջացնում են քիմիական ռեակցիաներ, որոնք առաջացնում են սպիտակուցներ, որոնք կորցնում են իրենց դրական լիցքը, ինչը հեշտացնում է դրանց ազատումը:
• Despiralization- ը ձգձգում է, որը անհրաժեշտ է թեմայի հետագա թողարկման համար:
• ԴՆԹ-ների միջեւ ջրածնի կապի խախտում.
• Մոլեկուլի տարբեր ուղղություններով նրանց տարբերությունը.
• Fixation, SSB սպիտակուցների օգնությամբ:

ՌՆ-ի հիմքի վրա

Սինթեզը իրականացվում է DNA պոլիմերազի կոչվող ֆերմենտով: Այնուամենայնիվ, նա չի կարող ինքնուրույն սկսել այն, հետեւաբար դա արեք այլ բյուրեղներ, ՌՆԹ-ի պոլիմերազներ, որոնք կոչվում են ՌՆԱ պրիմերաներ: Նրանք սինթեզվում են զուգահեռ դեզոդիռիբոնուկլեելային մանրաթելերի համաձայն լրացուցիչ սկզբունքով: Այսպիսով, նախաձեռնությունը ավարտվում է երկու ՌՆԹ-ի սինթեզի երկու ԴՆԹ-ի սոսինձով, որոնք պոկված են եւ տարբեր ուղղություններով բաժանվում են:

Ազատություն

Այս շրջանը սկսվում է Nucleotide- ի եւ RNA- ի առաջին 3-ի վերջից, որը արդեն իրականացվել է նշված ԴՆԹ-ի պոլիմերազի կողմից: Առաջին, նա տալիս է երկրորդ, երրորդ նուկլեոտիդը եւ այլն: Նոր շղթայի հիմքերը կապված են ծնողական շղթան ջրածնի կապի հետ: Ենթադրվում է, որ թելիկի սինթեզը ընթանում է 5 '- 3' ուղղությամբ:
Այն դեպքերում, երբ տեղի է ունենում կրկնօրինակման կազին, սինթեզը շարունակվում է եւ միաժամանակ ավելանում է: Հետեւաբար, այդպիսի թեման կոչվում է առաջատար կամ առաջատար: Դրանով ՌՆ-ի primers այլեւս չեն ձեւավորվում:

Այնուամենայնիվ, հակառակ մայրական շերտում ԴՆԹ-ի նուկլեոտիդները շարունակում են կցել ՌՆ-ի պրիմինին, իսկ դեզոդիռիբոնուկլեինային շղթան սինթեզվում է հակառակ ուղղությամբ վերահաշվարկի պատառից: Այս դեպքում այն կոչվում է ձգձգված կամ ձախողում:

Լոգինգի թելման վրա սինթեզը մասամբ կատարվում է, որտեղ մի հատվածի վերջում սինթեզը սկսվում է մեկ այլ կայքում `նույն ՌՆԹ-ի օգնությամբ: Այսպիսով, կան երկու հատվածներ, որոնք դանդաղ շղթայում են, որոնք կապված են ԴՆԹ-ի եւ ՌՆԹ-ի հետ: Նրանք կոչվում էին Okazaki բեկորները:

Այնուհետեւ ամեն ինչ կրկնում է: Այնուհետեւ խխունջի մեկ այլ հատվածը կաթվածահար է, ջրածնի ընդմիջման կապանքները, շերտերը տատանվում են, առաջատար շղթան երկարաձգվում է, RNA-primer- ի հաջորդ հատվածը սինթեզվում է հետամնաց, հետեւում է Okaucas- ի բեկորին: Դրանից հետո, հետամնաց շերտով, RNA- ի primers- ը ոչնչացվում է, եւ ԴՆԹ-ի բեկորները միավորվում են մեկի մեջ: Այսպիսով, այս շղթայում միաժամանակ տեղի է ունենում:

• Նոր ՌՆԹ-ի պրիմինգների ձեւավորում.
• Okaucasi- ի բեկորների սինթեզ;
• RNA- ի primers- ի ոչնչացում;
• Վերամիավորումը մեկ շղթայի մեջ:

Դադարեցումը

Գործընթացը շարունակվում է մինչեւ երկու replicative forks հանդիպում, կամ նրանցից մեկը մոտենում է մոլեկուլի ավարտին: Դանակի հետ հանդիպումից հետո ԴՆԹ-ի դերակատարները կապված են մի ֆերմենտի հետ: Այն դեպքում, եթե խրոցը տեղափոխվել է մոլեկուլի վերջ, ԴՆԹ-ի վերացումը ավարտվում է հատուկ ֆերմենտների օգնությամբ:

Ուղղումը

Այս գործընթացում կարեւոր դեր է վերապահվում վերահսկողության (կամ ուղղման) վերացմանը: Բոլոր չորս տեսակի նուկլեոտիդները մտնում են սինթեզի տարածքը, եւ փորձարկման զուգորդմամբ, ԴՆԹ-ի պոլիմերազը ընտրում է անհրաժեշտները:

Ցանկալի նուկլեոտիդը պետք է ի վիճակի լինի ձեւավորել այնքան ջրածնային կապեր, քանի որ գոյություն ունեն DNA- ի մատրիցային շերտում նմանատիպ նուկլեոտիդ: Բացի այդ, պետք է լինի որոշակի մշտական հեռավորությունը շաքարի ֆոսֆատային ողնաշարների միջեւ, որոնք համապատասխանում են երկու հարթություններում երեք օղակներին: Եթե նուկլեոտիդը չի համապատասխանում այդ պահանջներին, ապա կապը չի առաջանա:
Վերահսկիչն իրականացվում է մինչեւ շղթայի մեջ ընդգրկվածը եւ մինչեւ հաջորդ նուկլեոտիդը ներառված է: Դրանից հետո շաքարի ֆոսֆատի կմախքի մեջ ձեւավորվում է կապիտալ:

Մուտացիոն փոփոխականություն

ԴՆԹ-ի վերամշակման մեխանիզմը, չնայած բարձր ճշտության, միշտ էլ խանգարումներ ունի թեմայի մեջ, որը հիմնականում կոչվում է «գենային մուտացիաներ»: Մոտ մեկ հազար նուկլեոտիդ զույգ ունի մեկ սխալ, որը կոչվում է contagiar reduplication:

Դա տեղի է ունենում տարբեր պատճառներով: Օրինակ, նուկլեոտիդների բարձր կամ շատ ցածր կոնցենտրացիան, ցիտոսինի դիամինացիա, սինթեզի շրջանում մուտագենների առկայությունը եւ այլն: Որոշ դեպքերում սխալները կարող են շտկել վերանորոգման գործընթացներով, իսկ մյուսները, ուղղումը անհնար է դառնում:

Եթե վնասը անդրադարձել է ոչ ակտիվ գտնվելու վայրին, ապա սխալը լուրջ հետեւանքներ չի ունենա, երբ ԴՆԹ-ի վերամշակման գործընթացը տեղի է ունենում: Առանձին գենի nucleotide- ի հաջորդականությունը կարող է հայտնվել անհամապատասխանության սխալով: Այնուհետեւ իրավիճակն այլ է, եւ բացասական արդյունքը կարող է լինել ինչպես այս բջիջի մահը, այնպես էլ ամբողջ օրգանիզմի մահը: Պետք է նաեւ հաշվի առնել, որ գենային մուտացիաները հիմնված են մուտացիայի փոփոխականության վրա, ինչը գենոցի դարձնում է ավելի պլաստիկ:

Մեթիլացիա

Սինթեզի ժամանակ կամ անմիջապես դրանից հետո շղթաները մետիլացված են: Ենթադրվում է, որ մարդը կարիք ունի այս գործընթացին, որպեսզի ձեւավորի քրոմոսոմները եւ կարգավորի գեների տառատեսակը: Բակտերիաներում այս գործընթացը ծառայում է ԴՆԹ-ին պաշտպանել ֆերմենտների հետ: