როგორ კოპირდება გრძელი DNA სწრაფად, მიმართულების შეზღუდვის დაცვით და შეცდომების დაბალი სიხშირით?
რეპლიკაცია ნახევრად კონსერვატიული პროცესია: თითო ახალი ორმაგი DNA ერთ ძველ და ერთ ახალ ჯაჭვს შეიცავს. ჰელიკაზა სპირალს ხსნის, პრაიმაზა საწყის 3′ ბოლოს ქმნის, DNA-პოლიმერაზა კი ახალ ჯაჭვს მხოლოდ 5′-დან 3′-მდე აგრძელებს. ამ შეზღუდვის გამო წამყვანი ჯაჭვი უწყვეტად, ჩამორჩენილი კი ოკაზაკის ფრაგმენტებად სინთეზდება და ლიგაზით ერთიანდება.
საკვლევი კითხვა: როგორ კოპირდება გრძელი DNA სწრაფად, მიმართულების შეზღუდვის დაცვით და შეცდომების დაბალი სიხშირით?
ძველი ჯაჭვების განცალკევების შემდეგ თითოეული კომპლემენტური ახალი ჯაჭვის მატრიცაა. შედეგში მშობლის ორივე ჯაჭვი სხვადასხვა შვილეულ მოლეკულაში ნაწილდება.
მექანიზმი: ორმაგი სპირალი იხსნება → თითო ძველი ჯაჭვი კომპლემენტურ ნუკლეოტიდებს ირჩევს → ორი ძველი-ახალი დუპლექსი მიიღება.
DNA-პოლიმერაზა ნუკლეოტიდს მხოლოდ მზარდი ჯაჭვის 3′ ჰიდროქსილს უმატებს. ანტიპარალელური მატრიცების გამო ერთი ახალი ჯაჭვი უწყვეტად, მეორე კი ჩანგლისგან მოშორებით ფრაგმენტებად იქმნება.
მექანიზმი: მატრიცების მიმართულება განისაზღვრება → პოლიმერაზა ორივეგან 5′→3′ სინთეზს ასრულებს → ჩამორჩენილი ფრაგმენტები მოგვიანებით ერთიანდება.
კომპლემენტური შერჩევა შეცდომებს ამცირებს, პოლიმერაზის კორექტირების ფუნქცია არასწორ ნუკლეოტიდს აშორებს, ხოლო რეპლიკაციისშემდგომი რემონტი დარჩენილ შეუსაბამობებს ამოიცნობს.
მექანიზმი: აქტიურ ცენტრში წყვილის ფორმა მოწმდება → არასწორი ბოლო უკან იხევს და იჭრება → რემონტის სისტემები ახალ ჯაჭვში შეუსაბამობას ცვლის.
რა ნიმუში წარმოიქმნება ახლად სინთეზირებულ DNA-ში, თუ ლიგაზის აქტივობას დროებით შევამცირებთ?
შეცვალე მხოლოდ ლიგაზის აქტივობა; ჰელიკაზის, პრაიმაზის, პოლიმერაზის აქტივობა, ტემპერატურა და ნუკლეოტიდები უცვლელი დატოვე. შეადარე ახალი DNA-ის ფრაგმენტების ზომათა განაწილება საკონტროლო და ლიგაზაშეზღუდულ პირობებში დროის რამდენიმე წერტილზე.
მოდელი დასასრულებელია · ექსპერიმენტი დასასრულებელია · პრაქტიკა 0/8 · შემოწმება 0/2