Nuklein turşuları canlı orqanizmlərin hüceyrələrinin həyat fəaliyyətinin təmin edilməsində mühüm rol oynayır. Bu üzvi birləşmələr qrupunun mühüm nümayəndəsi bütün genetik məlumatı daşıyan və lazımi xüsusiyyətlərin təzahürünə cavabdeh olan DNT-dir.
Replikasiya nədir?
Hüceyrə bölünməsi prosesində nüvədə olan nuklein turşularının miqdarını artırmaq lazımdır ki, prosesdə genetik məlumat itkisi olmasın. Biologiyada replikasiya yeni zəncirlərin sintezi ilə DNT-nin təkrarlanmasıdır.
Bu prosesin əsas məqsədi genetik məlumatı heç bir mutasiya olmadan dəyişmədən qız hüceyrələrinə ötürməkdir.
Fermentlər və replikasiya zülalları
DNT molekulunun dublikasiyası hüceyrədə müvafiq zülal tələb edən istənilən metabolik proseslə müqayisə edilə bilər. Replikasiya biologiyada hüceyrə bölünməsinin vacib komponenti olduğundan, burada çoxlu köməkçi peptidlər iştirak edir.
DNT polimeraza cavabdeh olan ən mühüm reduplikasiya fermentidirdeoksiribonuklein turşusunun qız zəncirinin sintezi üçün. Hüceyrənin sitoplazmasında replikasiya prosesində bütün nuklein əsasları gətirən nuklein trifosfatların olması məcburidir
Bu əsaslar nuklein turşusu monomerləridir, ona görə də molekulun bütün zənciri onlardan qurulur. DNT polimeraza düzgün ardıcıllıqla yığılma prosesindən məsuldur, əks halda hər cür mutasiya qaçılmazdır.
- Primaz DNT şablon zəncirində primerin əmələ gəlməsindən məsul olan zülaldır. Bu primer həm də primer adlanır, RNT strukturuna malikdir. DNT polimeraza fermenti üçün bütün polinükleotid zəncirinin sonrakı sintezi mümkün olan ilkin monomerlərin olması vacibdir. Bu funksiya primer və onun uyğun fermenti tərəfindən yerinə yetirilir.
- Helikaz (helikaz) hidrogen bağlarını qıraraq matris zəncirlərinin ayrılması olan replikasiya çəngəlini əmələ gətirir. Bu, polimerazaların molekula yaxınlaşmasını və sintezə başlamasını asanlaşdırır.
- Topoizomeraz. Əgər DNT molekulunu bükülmüş ip kimi təsəvvür etsək, polimeraza zəncir boyu hərəkət etdikcə güclü burulma nəticəsində müsbət gərginlik yaranacaq. Bu problem zənciri qısa müddətə qıran və bütün molekulu açan bir ferment olan topoizomeraz tərəfindən həll edilir. Bundan sonra zədələnmiş sahə yenidən bir-birinə tikilir və DNT stressə məruz qalmır.
- Ssb zülalları replikasiya çəngəlindəki DNT zəncirlərinə çoxluq kimi yapışaraq, reduplikasiya prosesi bitməzdən əvvəl hidrogen bağlarının yenidən əmələ gəlməsinin qarşısını alır.
- Liqa. Ferment funksiyasıDNT molekulunun geridə qalan zəncirinə Okazaki fraqmentlərinin tikilməsindən ibarətdir. Bu, primerlərin kəsilməsi və onların yerinə yerli dezoksiribonuklein turşusu monomerlərinin daxil edilməsi ilə baş verir.
Biologiyada replikasiya hüceyrə bölünməsində son dərəcə vacib olan mürəkkəb çoxmərhələli prosesdir. Buna görə də, səmərəli və düzgün sintez üçün müxtəlif zülalların və fermentlərin istifadəsi lazımdır.
Reduplikasiya mexanizmi
DNT-nin çoxalma prosesini izah edən 3 nəzəriyyə var:
- Mühafizəkar deyir ki, nuklein turşusunun bir qızı molekulu matris xarakterlidir, ikincisi isə tamamilə sıfırdan sintez olunur.
- Yarı konservativ Watson və Crick tərəfindən təklif edilmiş və 1957-ci ildə E. Coli üzərində aparılan təcrübələrdə təsdiqlənmişdir. Bu nəzəriyyə deyir ki, hər iki qız DNT molekulunda bir köhnə zəncir və yeni sintez edilmiş bir zəncir var.
- Dağılma mexanizmi qız molekullarının həm köhnə, həm də yeni monomerlərdən ibarət bütün uzunluğu boyunca dəyişən bölmələrə malik olması nəzəriyyəsinə əsaslanır.
İndi elmi cəhətdən sübut edilmiş yarı konservativ model. Molekulyar səviyyədə replikasiya nədir? Başlanğıcda helikaz DNT molekulunun hidrogen bağlarını qırır və bununla da polimeraza fermenti üçün hər iki zənciri açır. Sonuncu, toxum əmələ gəldikdən sonra 5'-3' istiqamətində yeni zəncirlərin sintezinə başlayır.
DNT antiparalelizminin xüsusiyyəti aparıcı və geridə qalan zəncirlərin əmələ gəlməsinin əsas səbəbidir. Aparıcı zəncirdə DNT polimeraza geridəykən davamlı olaraq hərəkət edirgələcəkdə liqaza ilə birləşəcək Okazaki fraqmentlərini əmələ gətirir.
Replikasiyanın xüsusiyyətləri
Replikasiyadan sonra nüvədə neçə DNT molekulu olur? Prosesin özü hüceyrənin genetik dəstinin ikiqat artmasını nəzərdə tutur, buna görə də mitozun sintetik dövründə diploid dəstdə iki dəfə çox DNT molekulu var. Belə giriş adətən 2n 4c kimi qeyd olunur.
Replikasiyanın bioloji mənası ilə yanaşı, alimlər prosesin tibb və elmin müxtəlif sahələrində tətbiqini tapmışlar. Əgər biologiyada replikasiya DNT-nin təkrarlanmasıdırsa, laboratoriyada bir neçə min nüsxə yaratmaq üçün nuklein turşusu molekullarının çoxalmasından istifadə edilir.
Bu üsul polimeraza zəncirvari reaksiya (PZR) adlanır. Bu prosesin mexanizmi in vivo replikasiyaya bənzəyir, ona görə də onun gedişi üçün oxşar fermentlər və bufer sistemləri istifadə olunur.
Nəticələr
Replikasiya canlı orqanizmlər üçün böyük bioloji əhəmiyyət kəsb edir. Hüceyrə bölünməsi zamanı genetik məlumatın ötürülməsi DNT molekullarının təkrarlanması olmadan tamamlanmır, ona görə də fermentlərin koordinasiyalı işi bütün mərhələlərdə vacibdir.
