Нуклейн хүчил нь амьд организмын эсийн амин чухал үйл ажиллагааг хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ бүлгийн органик нэгдлүүдийн чухал төлөөлөгч бол генетикийн бүх мэдээллийг агуулсан ДНХ бөгөөд шаардлагатай шинж чанаруудын илрэлийг хариуцдаг.
Хуулбарлах гэж юу вэ?
Эс хуваагдах явцад удамшлын мэдээлэл алдагдахгүйн тулд цөм дэх нуклейн хүчлийн хэмжээг нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Биологийн хувьд репликац гэдэг нь шинэ хэлхээний нийлэгжилтээр дамжуулан ДНХ-ийн давхардал юм.
Энэ үйл явцын гол зорилго нь удамшлын мэдээллийг ямар ч мутацигүйгээр охин эсүүдэд шилжүүлэх явдал юм.
Хуулбарлах фермент ба уураг
ДНХ-ийн молекулын давхардал нь зохих уураг шаарддаг эс дэх аливаа бодисын солилцооны үйл явцтай харьцуулж болно. Репликац нь биологийн эсийн хуваагдлын чухал бүрэлдэхүүн хэсэг учраас энд олон туслах пептид оролцдог.
ДНХ полимераз нь хамгийн чухал репликацийг хариуцдаг фермент юмдезоксирибонуклеины хүчлийн охин гинжин синтезийн хувьд. Эсийн цитоплазмд репликацийн явцад бүх нуклейн суурийг авчирдаг нуклейн трифосфатууд заавал байх ёстой
Эдгээр суурь нь нуклейн хүчлийн мономерууд тул молекулын бүхэл бүтэн гинж тэдгээрээс бүрддэг. ДНХ полимераз нь зөв дарааллаар угсрах процессыг хариуцдаг, эс тэгвээс бүх төрлийн мутаци зайлшгүй байх болно.
- Праймаза нь ДНХ-ийн гинжин хэлхээнд праймер үүсэх үүрэгтэй уураг юм. Энэ праймерыг мөн праймер гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь РНХ-ийн бүтэцтэй байдаг. ДНХ полимеразын ферментийн хувьд анхны мономерууд байх нь чухал бөгөөд үүнээс полинуклеотидын гинжийг бүхэлд нь нэгтгэх боломжтой. Энэ функцийг праймер болон түүнд харгалзах фермент гүйцэтгэдэг.
- Хеликаза (геликаз) нь устөрөгчийн холбоог таслах замаар матрицын гинжин хэлхээний салалт болох репликацын салаа үүсгэдэг. Энэ нь полимеразууд молекулд ойртож, синтезийг эхлүүлэхэд хялбар болгодог.
- Топоизомераза. Хэрэв та ДНХ-ийн молекулыг эрчилсэн олсоор төсөөлвөл полимераз нь гинжин хэлхээний дагуу хөдөлж байх үед хүчтэй мушгирахаас болж эерэг хүчдэл үүснэ. Энэ асуудлыг топоизомераза буюу гинжийг богино хугацаанд тасалж, молекулыг бүхэлд нь задалдаг ферментээр шийддэг. Үүний дараа гэмтсэн хэсгийг дахин оёж, ДНХ стрессгүй болно.
- Ssb уураг нь репликацийн салаа дээрх ДНХ-ийн хэлхээнд бөөгнөрөл шиг наалддаг бөгөөд репликацын процесс дуусахаас өмнө устөрөгчийн холбоо дахин үүсэхээс сэргийлдэг.
- Лиг. Ферментийн үйл ажиллагааЭнэ нь ДНХ молекулын хоцрогдсон хэлхээн дээр Оказаки хэлтэрхийнүүд оёхоос бүрдэнэ. Энэ нь праймеруудыг хайчилж, оронд нь уугуул дезоксирибонуклеин хүчлийн мономеруудыг оруулснаар тохиолддог.
Биологийн хувьд нөхөн үржихүй нь олон үе шаттай нарийн төвөгтэй үйл явц бөгөөд эсийн хуваагдалд маш чухал байдаг. Тиймээс үр дүнтэй, зөв нийлэгжилтэнд янз бүрийн уураг, ферментийг ашиглах шаардлагатай.
Холбогдох механизм
ДНХ-ийн давхардлын процессыг тайлбарладаг 3 онол байдаг:
- Консерватив хэлснээр нуклейн хүчлийн нэг охин молекул нь матрицын шинж чанартай, хоёр дахь нь эхнээс нь бүрэн нийлэгждэг.
- Хагас консервативыг Ватсон, Крик нарын санал болгосон бөгөөд 1957 онд E. Coli дээр хийсэн туршилтаар баталсан. Энэ онолын дагуу хоёр охин ДНХ молекул хоёулаа нэг хуучин хэлхээтэй, нөгөө нь шинээр нийлэгжсэн байдаг.
- Тархалтын механизм нь охин молекулууд хуучин болон шинэ мономеруудаас бүрдэх бүхэл бүтэн уртын дагуу ээлжлэн хэсгүүдтэй байдаг гэсэн онол дээр суурилдаг.
Одоо шинжлэх ухаанаар батлагдсан хагас консерватив загвар. Молекулын түвшинд хуулбарлах гэж юу вэ? Эхэндээ хеликаз нь ДНХ молекулын устөрөгчийн холбоог тасалдаг бөгөөд ингэснээр полимеразын ферментийн хоёр гинжийг нээдэг. Сүүлийнх нь үр үүссэний дараа 5'-3' чиглэлд шинэ хэлхээний синтезийг эхлүүлнэ.
ДНХ-ийн эсрэг параллелизмын шинж чанар нь тэргүүлэх болон хоцрогдсон хэлхээ үүсэх гол шалтгаан болдог. ДНХ-ийн полимераз нь тэргүүлэх эгнээнд тасралтгүй хөдөлж, хоцрогдолтой байдагэнэ нь Оказаки хэлтэрхий үүсгэдэг ба тэдгээр нь ирээдүйд холбогчоор нэгдэх болно.
Хуулбарлах онцлог
Хуулбарласаны дараа цөмд хэдэн ДНХ молекул байдаг вэ? Уг процесс нь өөрөө эсийн генетикийн багцыг хоёр дахин нэмэгдүүлэхийг илэрхийлдэг тул митозын синтетик үед диплоид багц нь ДНХ-ийн молекулуудаас хоёр дахин их байдаг. Ийм оруулгыг ихэвчлэн 2n 4c гэж тэмдэглэдэг.
Хуулбарлахын биологийн утгаас гадна эрдэмтэд энэ үйл явцыг анагаах ухаан, шинжлэх ухааны янз бүрийн салбарт хэрэглэж болохыг олж тогтоосон. Хэрэв биологийн хувьд репликаци нь ДНХ-ийн давхардал юм бол лабораторид нуклейн хүчлийн молекулын нөхөн үржихүйг ашиглан хэдэн мянган хуулбарыг бий болгодог.
Энэ аргыг полимеразын гинжин урвал (ПГУ) гэж нэрлэдэг. Энэ үйл явцын механизм нь in vivo хуулбарлахтай төстэй тул ижил төстэй ферментүүд болон буфер системийг түүний явцад ашигладаг.
Дүгнэлт
Хуулбарлах нь амьд организмд биологийн чухал ач холбогдолтой. Эсийн хуваагдлын явцад удамшлын мэдээллийг дамжуулах нь ДНХ-ийн молекулуудын давхардалгүйгээр бүрэн гүйцэд болдоггүй тул ферментүүдийн уялдаа холбоотой ажил бүх үе шатанд чухал байдаг.
