Namangan davlat universiteti biotexnologiya fakulteti

Prokariot organizmlarda DNK sintezining chizmasi.
Okazaki fragmentlaridagi RNK segmentlarini 5'-oxiridan DNK-polimeraza I qirqib, o’rtadagi Okazaki fragmentlaridagi bo’shliqni ham DNK-polimeraza-I to’ldirib turadi. Zanjirdan RNK ajralgandan so’ng, dezoksipolinukleotid oralarini DNK-ligaza kimyoviy bog’laydi. DNK-polimeraza-III xoloferment bo’lganligi uchun, qo’shimcha oqsil ishtirokida dimer hosil qiladi. Shuning hisobiga DNK dagi boshlovchi va orqada qoluvchi zanjirlarning replikatsiyasi bir vaqtda sodir bo’ladi. Yetakchi zanjirdagi antiparallellik xalaqit bermaslik uchun “orqada qoluvchi” DNK zanjirida o„ziga xos tuguncha shakllanadi. Aynan shu tuguncha tufayli orqada qoluvchi qo’sh zanjirli DNKga aylanadi.
DNK sintezining terminatsiyasi matritsani nukleotidlar orqali to’ldirilishi bilan
yakunlanadi. E.colining xromosomasidagi ikkita replikativ ayrilarda terminatsiyali qismlar borligi aniqlangan. Ular taxminan 20 juft nukleotidlardan tashkil topib, shu qismlarni Ter (terminus) deb ataladi. Mazkur nuqtalarda replikatsiyali pufakchalar birlashadi. Sintezlangan DNK zanjirlari ligaza fermentlari ishtirokida har qaysi matritsaga bog’lanib, DNK shakllanadi.

Yetakchi va kechikuvchi DNK zanjirlarining koordinatsiyali sintezi.Orqada qoluvchi zanjirda tugunchalarning hosil bo‘lishi DNK-polimeraza-III fermentiga bir vaqtda ikki zanjirli DNKni sintezlashga imkon beradi (kechikuvchi zanjirda praymerning sintezidan so‘ng). (Kornberg bo‘yicha).


2. Eukariotlardagi replikatsiya

Eukaryotlarda replikatsiyani uyali nazorat qilish

Faol o'sayotgan (yoki bo'linadigan) eukaryotik hujayralar a orqali o'tadi hujayra tsiklBu to'rt bosqichga bo'lingan (6.17 -rasm). Bunday ko'rinishga ega hujayralar ichkarida M bosqichi(uchun mitoz). Boshqa kuzatiladigan bosqich - bu S fazasi (DNK uchun syntez). Bu ikki fazani ikkita "bo'shliq" ajratib turadi, G1va G2. Takrorlanmagan yoki tinch hujayralar, "tsikldan tashqarida" yoki deb ataladigan holatda deb hisoblanishi mumkin G0. S fazasida progressiv vaqtlarda hujayralar DNK tarkibini oshiradi.

Bir bosqichdan ikkinchisiga o'tish juda tartibga solingan hodisa. Tanqidiy nazorat punktlari yoki nazorat punktlari G1dan S ga o'tishda va G2dan Mga o'tishda topiladi. G1 kechidagi nazorat punkti - bu hujayraning ikkita hujayrani hosil qilish uchun nukleotidlar, oqsillar va boshqa materiallarga ega ekanligini aniqlash vaqti. G2/M o'tishidan oldingi nazorat punkti mitozdan oldin DNKdagi kerakli ta'mirlash yoki tuzatishlarni amalga oshirishga imkon beradi. G0 -dan G1 -ga o'tishni yoki boshqa nazorat punktlarida nazoratni yo'qotish, nazoratsiz o'sadigan hujayralarni hosil qiladi. Hujayralar sonining bu noo'rin kengayishi saraton rivojlanishining asosi hisoblanadi, shuning uchun bu nazorat punktlaridagi molekulyar hodisalarni o'rganish hujayra biologiyasi va biokimyosining faol faol sohasidir. Bu muhim mavzuni to'liq davolash bu kurs doirasidan tashqarida. Umuman olganda, hujayra tsiklining o'sishi atrof -muhit signallari (masalan, hujayradan tashqari o'sish omillari) va metabolik holat, hujayra ichidagi monitorlar, DNKning buzilmaganligi va boshqalar bilan tartibga solinadi. Bu xilma -xil signallar oxir -oqibat yuqori darajada tartibga solinadigan oqsil kinazlariga ta'sir qiladi. Har bir nazorat punktidan o'tish uchun ma'lum protein kinazalarini faollashtirish kerak. Umuman olganda, tartibga solishning ikki turi ko'rib chiqilgan.

1. 
   Asosiy oqsillar miqdorini nazorat qilish. Siklin deb ataladigan oqsillarning kontsentratsiyasi hujayra tsikli davomida ko'tariladi va kamayadi. Tsiklinlarning bir qismi oqsil kinazalarining tarkibiy qismlari bo'lib, ularning faoliyati nazorat punktlari orqali o'tishni tartibga soladi. Kinaza faol bo'lishi uchun siklinlar etarlicha yuqori konsentratsiyada bo'lishi kerak.
   
2. 
   Fosforillanish holatini nazorat qilish. Hujayra tsiklini tartibga soluvchi oqsillar (ko'plab tartibga soluvchi oqsillar kabi) kovalent tarzda o'zgartirilishi mumkin, masalan. oqsil kinazlari tomonidan katalizlanadigan jarayonda fosforillanish orqali. Fosforillanish holati oqsilning faollik darajasini aniqlaydi. Masalan, G1dan S ga o'tish punktidan o'tishni tartibga soluvchi asosiy protein kinaz fosforillanish holatida katalitik bo'linmaga ega bo'lishi kerak, shuningdek etarli miqdordagi siklin bo'linmasiga ega bo'lishi kerak.
   

Hujayra aylanishini tartibga solishni yaxshiroq tushunish uchun ko'plab tadqiqotlar olib borilmoqda. Asosiy usullardan biri, cheklangan haroratda hujayra tsikli orqali o'tishda nuqsonli shartli xamirturushli mutantlarni ajratish edi. Bu mutantlar hujayra tsiklining qaysi bosqichida ruxsat etilmagan sharoitda hibsga olinishiga qarab o'ziga xos fenotiplarga ega. Bunday mutantlar tomonidan aniqlangan komplementatsion guruhlar deyiladi CDC, uchun vell dko'rish vycle fenotiplari, so'ngra raqam. Masalan, G1/S va G2/M o'tish uchun faolligi zarur bo'lgan protein kinaz S. cerevisiaemahsulotidir CDC28 gen va polipeptid Cdc28p deb nomlanadi.
Hujayra S fazasiga kirgandan so'ng, replikatsiyaning har bir kelib chiqishi bir marta, lekin faqat bir marta yonishi kerak. Yuqorida aytib o'tilganidek, ORC replikatsiyani kelib chiqishi uchun talab qilinadi, lekin kelib chiqishi qachon yoqilishini nima aniqlaydi? Bu juda muhim tadqiqotdir va ko'p tafsilotlar hali noma'lum. Yilda S. cerevisiae, ORC hujayraning butun tsikli davomida, DNKning o'ziga xos ketma -ketligi bilan bog'lanadi, faqat S fazasida emas, balki kelib chiqishi faol bo'lganda. G1 bosqichida ORC Cdc6 va Mcm kabi boshqa oqsillarni oladi.minivxromosoma maintenace) oqsillari, a hosil qilish oldindan takrorlash murakkab. G1/S o'tishida qo'shimcha omillar ushbu kompleks bilan bog'liq va siklinga bog'liq kinaz (CDK) faolligi S fazasida replikatsiyani boshlashini rag'batlantiradi. Ishga tushgandan so'ng, Cdc6 va Mcm oqsillari oldingi replikatsiya majmuasidan chiqariladi, bu ORCni hali ham kelib chiqishi bilan bog'lab turadi, lekin keyingi hujayra tsikliga qadar replikatsiyani qayta tiklay olmaydi. Sutemizuvchilarda buzilmagan ORC kelib chiqishi bilan barqaror bog'liq emas, balki G1 davomida ma'lum bir vaqtda ORC1 bo'linmasidan biri olinadi. Biroq, xamirturushda ham, sut emizuvchilarda ham, G1da oldindan tayyorgarlik majmuasi ishtirokidagi hodisalar keyingi S fazada o'q otish uchun sabab bo'ladi.
Yuqorida aytib o'tilganidek, har bir xromosomani ko'paytirish uchun ko'p replikatsiyaning kelib chiqishi va shuning uchun ko'p replikonlar ishlatiladi. Bu kelib chiqishlarning hammasi bir vaqtning o'zida yonmaydi. Aslida, replikonlar S fazasida har xil vaqtda boshlanishi mumkin. Ma'lum bir hujayralarda faol ifoda etiladigan genlarni o'z ichiga olgan replikonlar, aniqlanmagan genlarni o'z ichiga olgan replikonlarga qaraganda, S fazaning boshida ko'payadi. Bu replikatsiya vaqtining to'qimalarga xos o'zgarishiga misol. S fazasida ma'lum bir kelib chiqish vaqti G1 boshida, mitozdan keyin va boshlang'ich kompleks shakllanishidan oldin, yadroda xromatinlar joylashuvi aniqlanadi. Replikatsiya kelib chiqishida boshlanish jarayonini tartibga solish uchun muhim voqealar G1 paytida har xil vaqtda sodir bo'ladi, lekin oqsillarning to'liq diapazoni va bu hodisalarni bajaradigan tadbirlar hali ham o'rganilishi kerak.