1-дәріс. Генетика тұқымқуалаушылық және өзгергіштік ғылымы
ДНҚ-НЫҢ ЕКІ ЕСЕЛЕНУІ (РЕПЛИКАЦИЯСЫ)
жүктеу/скачать 3,92 Mb.
|
darister
Enzyme worksheet
| ДНҚ-НЫҢ ЕКІ ЕСЕЛЕНУІ (РЕПЛИКАЦИЯСЫ).
Кез келген клетка бөлінер алдында оның ДНҚ молекуласы екі еселенеді және соның нәтижесінде ұрпақ клеткалары алғашқы аналық клеткалардағыдай ДНҚ молекуласына ие болады. Олай болса, бөлінетін клетканың ДНҚ-сы дәл өзіне ұқсас тағы бір ДНҚ молекуласын қалай жасайды? 1940 жылы Л. Полинг пен М. Дельбрюк ген (ДНҚ) өзінше бір бейненің қалыбы секілді, ол қалыпқа саз балшық құйып, оның формасын алуға, содан кейін осы формадан қалып етіп пйдаланған алғашқы форманы қайтадан жасауғңа болады деген пікір айтқан. Яғни, бұл геннің алғашқы құрылымына комплементарлы ДНҚ құрлымы жасалады, одан алғашқы құрлымға сәкес ДНК пайда болады деген сөз. Шынында да ДНҚ-ның бір тізбегін бір бейне десек, оған комплементарлы екінші тізбек оның кері бейнесі болып табылады. Демек, Уотсон мен Крик көрсеткен ДНК-ның еселенуінің немесе репликацияның жүру жолы шын мәнінде Полинг пен Дельбрюктің болжамын қайталау деседе болғандай. Сонымен, ДНҚ мынадай жолмен екі еселенеді. Алғаш спиральдың екі тізбегі бір нүктеден бастап ажырай бастайды. Содан кейін бір-бірінен алшақтап ажыраған әрбір тізбектердің бойына, оларға сәйкес жаңа тізбек жасалу барысында ажыраған екі тізбекпен өзінің азоттық негіздері арқылы байланысып, онымен өз алдына жаңа спираль құрай бастайды. Сөйтіп алғашқы ДНҚ-ның екі тізбегі толық ажырап болғанда, екі жаңа спиральда жасалып бітеді. Алғашқы ДНҚ тізбегі ажырамай тұрғанындағы екінші ескі тізбегіне толық ұқсас болады. Әрине, бұл процесті де клеткадағы ферменттер жүргізеді. ДНҚ тізбектерінің бағыттары қарама-қарсы екені белгілі. Жұмысына өте мұқият ферменттер жаңа тізбек тек бір бағытта, яғни5'-3' бағытында ғана жасайды. Олай болса, ферментер ажыраған тізбектердің біреуінің бойымен жаңа тізбекті жоғарыдан төмен қарай, ал екіншісінің бойымен төменнен жоғарыға қарай синтездейді. Ең қызығы жаңа тізбектер үздіксіз жасалмайды, ескі тізбектің бойында бірінен бірі шағын ДНҚ ферменттері пайда болып отырады. Ондай фрагментердің ұзындығы қарапайым бкатерияларда 2000-ға жуық. Осындай фрагментерді алғаш байқаған жапон ғалымы Р. Оказаки, сондықтан оларды оказаки фрагментері деп атайды. 1953 жылы Дж.Уотсон және Ф. Крик ұсынған ДНК құрылымының үлгісі (моделі) генетикалық хабардың кодын (шартты қысқарту), мутациялық өзгергіштіктің және гендердің көшірмесінің (ДНК молекуласынын бөліктері) алынуын түсінуге мүмкіншілік береді. 1957 жылы М. Мезельсон мен Ф. Сталь, Дж. Уотсон және Ф. Криктің бактериялық клеткадағы ДНК-ның жартылай консервативті түрде екі еселенуі (репликация) жөніндегі көз қарасын дәлелдеді. Ал Г. Стент ДНҚ екі еселенуінің үш түрін ұсынды: 1)консервативтік (лат.“косервативус”- сақташы, негізгі қалыпын сақтау) еселенуде ұрпақтың ДНҚ-ларда аналық ДНҚ-ның материалы болмайды; 2)жартылай консервативтік түрінде ДНҚ-ның жаңа молекуласының бір тізбегі аналық ДНҚ-дан болса, екіншісі-жаңадан құрылған тізбек; 3) дисперциялық (лат.“дисперсис”-шашырау, батырыңқы) түрінде аналық ДНҚ-ның материалы кездей соқ шашырап жаңа ДНҚ молекуласында рын алады. М. Мезельсон мен Ф. Стальдың зертеулері осы үшеудің ішінен ДНҚ-ның жартылай консервативті екі еселену түрін таңдап алуға көмектесті. ДНҚ екі еселенуінің жартылай концервативті жолмен жүруін дәлелдеу Дж. Уотсон мен Ф. Криктің жасаған ДНҚ молекуласының үлгісінің дұрыстығының айғағы болды. Сонымен ДНҚ еселенуі оының тізбектерінің ажырауынан басталады дедік. Ол тізбектерді геликаза (хеликс-спираль)- дезоксирибонуклеаза ферменттері-ДНҚ молекуласының бойымен екі бағытта жоғары және төмен ажыратады. Нуклеотидтер жұптарымен ДНҚ-ның шиыршықты тізбегінің арасындағы сутегінің байланыстары молекуланың бір жақ шетінде бірте-бірте үзіле бастайды және (ДНҚ) тізбектердің екеуі де бірінен бірі босай отырып, жазылады. Осылайша жазылған тізбек, өзінің қосылыстарын оське тік “қоя” отырып, дезоксирибоза және фосфор қышқылының қалдықтары арасында байланыстар арқылы ұсталып тұрады. Қоршаған ортадан клеткада жинақталған бос нуклеотидтер бар, олар ДНҚ-ның жазылған тізбегінің бос қосылыстарымен реацияға түсе алады. Бірақ әр қосылысқа бір жұп, “толықтыра түсетін” нуклеотид қана жуықтап, жалғаса алады. Бұл жазылған тізбекке басқа, ДНҚ-ның жетіспейтін тізбегі жалғаса бастайды деген сөз. Осы процестердің нәтижесінде ДНҚ-ның екі молекуласы пайда болады, олардың әр қайсысында қайтадан жинақталған молекуламен толықтырылған аналық молекуланың жартысы болады. Сонымен туынды молекулалар ДНҚ-ның аналық молекуласына мейлінше ұқсас келеді. Мұнда генетикалық материалдың құрамы да сақталады. Тізбектердің ажырауы мен қосылуы ферменттердің ықпалымен жүреді. Ажыраған ферменттердің оказаки ферменттері жасала бастайды. Әр фрагмент он шақты нуклеотидтен тұратын РНҚ тізбегінен басталады. ДНҚ тізбегінің бойымен РНҚ түріндегі жаңа тізбекті праймаза (РНҚ- полимераза) ғана байстай алады. Тізбекті бастаған РНҚ бөлшегінен ары қарай “ДНҚ- полимераза - 1” ферменті фрагментердің бастаушысы болған әлгі РНҚ тізбегін ыдыратып жібереді. Енді кезек “ДНҚ-лигаза” деген ферментке келеді. Ол оказаки фрагментерінің арасын ескі ажыраған тізбекке сәкес етіп нуклеотидтермен толтырады. Ең сонында “ДНҚ полимераза-2” ферменті көптеген ферменттердің бірігуінен пайда болған жаңа тізбектің нуклеотидтерінің ескі тізбегімен сәйкес келетіндігін тексереді. Егер қандай да бір нуклеотид өз орнында тұрмаса соңғы аталған фермент оны кесіп алап тастап, оның орнына тиісті нуклеотидті қояды. Осындай әр түрлі қызмет атқаратын ферментердің үйлесімді жұмыс тұқымдық белгінің ДНҚ арқылы ұрпақтарға дұрыс берілуін қамтамасыз етеді. Міне, геннің еселенуі немесе репликация деген осы. жүктеу/скачать 3,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|