InfoHub Logo

Qazirgi kezdegi DNQ molekýlasynyń replıkasıasy týraly málimetter D. Ýotson jáne F. Krık usynǵan DNQ-nyń replıkasıasy jáne qurylymynyń úlgisi retinde, ártúrli tájirıbeler arqyly jetken tújyrymdamalar bolyp tabylady. DNQ molekýlasynyń úlgisin qurý ústinde D. Ýotson jáne F. Krık DNQ molekýlasynyń replıkasıasy birneshe kezeńderden turady dep boljady:

a) eki polınýkleotıdti tizbekter arasyndaǵy sýtektik baılanystardyń buzylyp ajyraýy;

á) polınýkleotıdti tizbekterdiń tarqatylýy;

b) ár polınýkleotıdti tizbek janynan sol tizbekke komplementarly jańa tizbektiń sıntezi.

Olar polınýkleotıdtik tizbekterdiń ajyraýy men tarqatylýy molekýlanyń bir ushynan bastalyp, ekinshi ushyna qaraı júredi, jańa polınýkleotıdtik tizbekterdiń túzilýi de sol mezette jáne sol baǵytta júrip otyrady degen boljam jasady. Sonymen DNQ replıkasıasy barysynda árbir nýkleotıdtik tizbek jańadan túziletin polınýkleotıdtik tizbek úshin úlgi retinde bolady jáne nýkleotıdtik tizbekterdiń belgili bir retpen qurylýyn qamtamasyz etedi. Osynyń nátıjesinde, jańadan túzilgen árbir DNQ molekýlasy bir eski tizbekten jáne soǵan komplementarly bir jańa (týyndy) tizbekten turady. DNQ osyndaı jolmen replıkasıalanýy jartylaı konservatıvti replıkasıalaný dep atalady. DNQ molekýlasynyń jartylaı konservatıvti jolmen replıkasıalanýyn 1958 jyly, M. Meselson jáne F. Stal E. coll mıkroorganızmine qoıylǵan tájirıbeler arqyly dáleldedi. Bakterıalardyń bólinýi bastalǵanda 15N («aýyr» ızotop) bar jasandy ortada ósirip, keıinnen 14S («jeńil» ızotop) bar jasandy ortada ósire otyryp, olar bakterıalardaǵy DNQ tyǵyzdyǵy birinshi urpaqtan keıin «gıbrıdti», ıaǵnı 15N/14C bolyp shyqqandyǵyn, al ekinshi urpaqtan keıin olardaǵy DNQ jartylaı «gıbrıdti», jartylaı «jeńil» (14S) bolyp shyqqanyn, ıaǵnı, «aýyr» jáne «jeńil» polınýkleotıdtik tizbekterden turatyndyǵyn kórsetti.

Prokarıottardaǵy DNQ replıkasıasy shamamen, 300 nýkleotıdten quralǵan 0- replıkasıa aımaǵynan bastalyp, eki baǵytta júredi, osylaısha replıkasıalyq «aıyrym» túziledi. Prokarıottarda DNQ molekýlasynyń replıkasıasy shamamen 300 nýkleotıdten turatyn 0-pýnkttan bastalady jáne replıkasıalyq aıyrym túze otyryp eki baqytta jalǵasady. «Aıyrym» jyldamdyǵy, ıaǵnı polımerızasıa jyldamdyǵy bir sekýndta 500 nýkleotıdke teń. DNQ molekýlasynyń eki eselenýi shamamen, 40 mınýt aralyǵynda iske asady. Onan basqa, prokarıottarda «aınalmaly saqına» mehanızmi bolady, ıaǵnı munda replıkatıvti aıyrym komplementarly tizbek túze otyryp, saqına boıymen jyljıdy. DNQ molekýlasynyń fermentatıvti sıntezin in vitro jaǵdaıynda zertteý, ıaǵnı olardyń quramyndaǵy DNQ-polımeraza fermenti, barlyq tórt azottyq negizderdiń dezoksırıbonýklezıd 5′-úshfosfaty, magnıı ıondary jáne DNQ «zatravkalar» kletkada bolýy DNQ molekýlasynyń ósetin tizbegine mononýkleotıdterdi jalǵastyrady. Olar 3′-gıdroksıldi sońyna qosylady jáne tizbek 5′-jaǵynan 3′-sońyna qaraı ósedi. Bul jerde reaksıa DNQ-polımeraza III fermenti arqyly iske asyrylady. Qospaǵa DNQ-«zatravkany» qosqannan keıin sıntezdeletin DNQ moekýlasynyń sany artsa da DNQ sıntezi toqtamaıdy. Eger de qospada atalǵan komponentterdiń biri bolmasa, onda polımerızasıa jıiligi birneshe esege tómendeıdi. Eger de DNQ-«zatravkı» bolmasa, onda reaksıa tolyq toqtalady.

E. coli bakterıasynyń in vitro jaǵdaıynda DNQ molekýlasynyń replıkasıasyna dna A, dna B, dna C, dna G genderi sıntezdeıtin beloktar, DNQ-gıraza fermenti, sonymen qatar birtizbekti DNQ molekýlasy men AÚF arasyndaǵy baılanysty qamtamasyz etetin belok qajet ekeni anyqtaldy. Replıkatıvti fermentter jáne beloktar kompleksi DNQ-replıkazdy júıe (replısoma) dep atalady.

In vitro jaǵdaıynda DNQ molekýlasynyń fermentatıvti sıntezin zertteý DNQ molekýlasynyń eki tizbeginiń de kóshiriletinin kórsetti, ıaǵnı DNQ tizbekteri antıparalleldi, sondyqtan da bir tizbekte sıntez 5 — 3′-baǵytynda, al ekinshi tizbekte 3′ — 5′-baǵytynda júredi. Tizbektiń 5′ — 3′-baǵytyndaǵy sıntezi úzdiksiz, al 3′ — 5′-baǵytyndaǵy sıntez úzikti túrde júredi. Óıtkeni ondaǵy sıntez de 5′ — 3′-baǵytynda qysqa bólikter sıntezdeledi de, sońynan DNQ-lıgaza fermenti arqyly tigiledi. Mundaǵy 1000-2000 nýkleotıdterden turatyn qysqa bólikter Okazakı fragmentteri dep atalady (osy bólikterdi alǵash baıqaǵan R. Okazakı ǵalymnyń qurmetine). DNQ replıkasıasynda eki tizbektiń ósýin bir ferment atqarady. Mundaǵy replıkasıa aıyrymy asımetrıaly bolady. Úzdiksiz sıntezdeletin tizbek bastaýshy dep, al úzikti sıntezdeletin tizbek qalyp júrýshi tizbek dep atalady. «Qalyp júrýshi» tizbektiń sıntezi er túzilgen Okazakı fragmentterine jene bastaýshy tizbektiń sıntezine baılanysty bolady.

Bakterıalarda DNQ-polımeraza I, II jáne III fermentteri ashylǵan. Onyń ishindegi negizgisi DNQ molekýlasy tizbeginiń elongasıasyna jaýapty DNQ-polımeraza III bolyp tabylady. DNQ-polımeraza I fermenti qalyp júretin tizbektegi «breshti» toltyrady, al DNQ-polımeraza II fermentiniń qyzmeti áli belgisiz. Bastaýshy tizbektiń sıntezi kezinde DNQ-polımeraza fermentinde qosarlanǵan 3′-sońy bolady, ol kelesi jańa tizbekti sıntezdeýge kómektesedi. Biraq-ta «qalyp júretin» tizbekti sıntezdeıtin DNQ-polımeraza fermentine 3′-sońymen qosarlanǵan (3-gıdroksıldi toby) «zatravka» kerek. Bul zatravkany qysqa RNQ molekýlasy retinde rıbonýkleotıdúshfosfattan DNQ-prımaza fermenti sıntezdeıdi. Bul proses kezinde ár qysqa bólikter DNQ molekýlasynyń jańa sıntezin bastaıdy. Sonan soń 5′-fosfatdezoksırıbonýkleotıd qaldyqtaryn 3′-gıdroksıldi sońdarymen baılanystyratyn DNQ-polımeraza fermenti iske qosylady da DNQ tizbeginiń qalypty sıntezi bastalady. Kelesi rette sıntezdi bastaǵan «zatravka» bólinip ketedi de, bos keńistik DNQ-men tolady. Sonymen Okazakı fragmentteri sıntezinde «zatravka» rólin qysqa RNQ molekýlalary atqarady.

Eýkarıot kletkalaryndaǵy DNQ molekýlasynyń replıkasıasy mehanızmi de prokarıottarǵa uqsas júredi. Tek eýkarıottarda tizbekterdiń polımerızasıalaný jyldamdyǵy tómendeý bolady (sútqorektilerde shamamen, bir sekýndta 50 nýkleotıd). Eýkarıottar DNQ-sy replıkasıasynda da prokarıottardaǵy fermentter qatysady. Munda Okazakı fragmentteri kólemi 100-200 nýkleotıdti quraıdy.

DNQ molekýlasynyń qos tizbeginiń tarqatatylýy úsh túrli beloktyń kómegimen júredi: a) DNQ spıralin ústap turatyn beloktar (SS-beloktar). Olar birtizbekti DNQ molekýlasymen baılanysady da, tizbektiń qaıta spıraldanyp ketýine jol bermeıdi jáne DNQ-gelıkaza fermentine spıraldi tarqatýǵa kómektesedi; á) DNQ-gelıkaza, DNQ molekýlasyn tarqatatyn ferment. Olar DNQ molekýlasynda tikeleı jumys atqarady; b) DNQ-gıraza, DNQ molekýlasynda kezdesetin asqyn aınalymdardy tarqatady.

Eýkarıottarda bes DNQ-polımeraza fermentteri belgili (a, r, Ú, 5 jáne s), onyń ishinde sıntez kezinde negizgi róldi a jáne 5 polımeraza fermentteri atqarady. a — polımeraza fermenti bastaýshy jáne qalyp júretin tizbekterde sıntezdi bastaıdy, óıtkeni tek osy fermentte ǵana «zatravkany» tanıtyn qasıet bolady. Ári qaraı elongasıa prosesinde tizbektiń ósýin r — fermenti qamtamasyz etedi, al «qalyp júretin» tizbekte s — nemese 5 — fermentteri negizgi róldi atqarady. Mıtohondrıaly T — ferment bolsa, bakterıadaǵy poll fermenti sıaqty «qalyp júretin» tizbektiń replıkasıasyn aıaqtaıdy.

Sondaı-aq DNQ molekýlasynyń replıkasıasyna qajetti jáne kletka sıkliniń S-fazasynda sıntezdeletin sıklın belogy da anyqtalǵan. Replıkasıa prosesinen keıin DNQ molekýlasynyń spıraldanýyn DNQ-topoızomeraza fermenti atqarady. DNQ molekýlasynyń replıkasıasy óte dál júrýimen sıpattalady. Joǵaryda aıtylǵandaı, DNQ molekýlasynda paıda bolǵan Okazakı fragmentteri eýkarıot kletkalarynda 100-200 nýkleotıd tizbekterinen turady. Bul eýkarıottarda replıkasıa prosesiniń (bir mınýtta 1 molekýla) prokarıottarmen salystyrǵanda (bir mınýtta 30 molekýla) jaı júrýine baılanysty bolýy múmkin.

Eýkarıot kletkalarynda hromosomalardyń eselenýi de kúrdeli proses bolyp tabylady. Munda tek úlken molekýlaly hromosomalar ǵana eselenbeıdi, sonymen birge gıstondy jáne gıstondy emes hromosomalyq belok molekýlalary da sıntezdeledi. Bul prosestiń sońǵy kezeńi DNQ molekýlasynyń jáne gıstondardyń nýkleosomalarǵa qattalýy bolyp tabylady. Hromosomalardyń eselenýi de jartylaı konservatıvti sıpatqa ıe dep esepteledi.

Hromosomalardyń eselenýi negizinen: replıkasıa prosesi, kletka bólinýinde jáne DNQ molekýlasynyń replıkasıasynda hromosomalardyń segregasıasy, hromosomalardyń sońdarynyń replıkasıasy jáne qorǵalýy sıaqty úsh irgeli qasıetke súıenedi. Eýkarıotty organızmder hromosomalaryndaǵy replıkasıada da 0-pýnkt bolady (replıkasıanyń bastalý saıty) jáne olar munda óte kóp kezdesedi. Búl pýnkttar ózdiginen (avtonomdy) replıkasıalanatyn tizbekter dep atalady (ars-elementter). Replıkasıa aıyrymynyń sanyna baılanysty olar bir-birinen 30 000-300 000 júp azottyń negizder araqashyqtyǵynda bolady. Netıjesinde ár hromosomada bir-birine táýelsiz bir mezette birneshe replıkasıa aıyrymy túziledi. DNQ molekýlasyndaǵy replıkasıany 0-pýnktqa táýeldi beloktar jáne kınaza fermentteri bastaıdy. Kınaza fermentteri DNQ molekýlasynyń replıkasıadan shyǵýyna jaýapty. Biraq-ta bul mehanızmniń qalaı júzege asatyny áli belgisiz.

Jańa kletkadaǵy hromosomanyń segregasıasyna sentromerler jaýapty bolady. Hromosomalardyń replıkasıasyna jáne sońdarynyń qorǵalýyna qurylymy 5-10 azottyq negizderden turatyn DNQ tizbegimen sıpattalatyn telomerler dep atalatyn qurylym úlken mańyzǵa ıe. Olar DNQ-polımeraza fermentin DNQ tizbeginiń sońyna jetýine múmkindik týdyrady. Jańadan túzilgen hromosomalarda eski gıstondarmen birge jańa gıstondar da bolady jáne sútqorektilerde ol árqaısysy 5 gıstondyń gendermen sıpattalatyn 20 gendik bolktarmen júzege asyrylady.

Eýkarıottardaǵy DNQ molekýlasynyń replıkasıasy prokarıottar replıkasıasynan aıtarlyqtaı aıyrmashylyqtary bar. Eýkarıottar DNQ-yn tımıdınmen belgilep, sonan soń hromosmadan bólip alyp ári qaraı radıografıa ádisimen zerttegende onda radıoaktıvti tandemdi qatar kóringen. Bul DNQ molekýlasynda replıkatıvti núktelerdiń kóptep bolýymen túsindiriledi. Mysaly, sútqorektiler DNQ molekýlasy tizbeginde 0-pýnkt ár 40 000 — 200 000 jup negizderden keıin kezdesip otyrady. Eýkarıot hromosomalaryndaǵy replıkasıa eki baǵytta júretinin tejirıbelik málimetter kórsetip otyr, ıaǵnı replıkasıalyq aıyrym 0-pýnktten eki baǵytta replıkasıanyń bitetin jerine (termınýs) qaraı jyljıdy. Qandaı da bolmasyn 0-pýnkttyń jáne eki termınýstyń baqylaýynda bolatyn replıkasıa bóligi replıkasıa birligi bolyp tabylady jáne ony replıkon dep ataıdy. Eýkarıot kletkalaryndaǵy replıkondardyń mólsheri organızm túrine baılanysty bolady, ıaǵnı jalpy alǵanda shamamen, 10-100 nm quraıdy.

---