የዲኤንኤ ሞለኪውል በክሮሞሶም ላይ የሚገኝ መዋቅር ነው። አንድ ክሮሞሶም ሁለት ክሮች ያሉት አንድ ሞለኪውል ይዟል. የዲ ኤን ኤ ማባዛት ከአንድ ሞለኪውል ወደ ሌላው ክሮች በራስ ከተባዙ በኋላ መረጃን ማስተላለፍ ነው. በሁለቱም ዲ ኤን ኤ እና አር ኤን ኤ ውስጥ ተፈጥሯዊ ነው. ይህ መጣጥፍ ስለ ዲኤንኤ የመድገም ሂደት ያብራራል።
አጠቃላይ መረጃ እና የዲኤንኤ ውህደት አይነቶች
በሞለኪውሉ ውስጥ ያሉት ክሮች ጠማማ እንደሆኑ ይታወቃል። ይሁን እንጂ የዲ ኤን ኤ ማባዛት ሂደት ሲጀምር ይንቃሉ, ከዚያም ወደ ጎኖቹ ይንቀሳቀሳሉ, እና በእያንዳንዱ ላይ አዲስ ቅጂ ይዘጋጃል. ሲጠናቀቅ ሁለት ፍጹም ተመሳሳይ የሆኑ ሞለኪውሎች ይታያሉ, እያንዳንዳቸው የእናት እና የሴት ልጅ ክር ይይዛሉ. ይህ ውህደት ከፊል-ኮንሰርቫቲቭ ይባላል. የዲኤንኤ ሞለኪውሎች ይርቃሉ፣ በአንድ ሴንትሮሜር ውስጥ ይቀራሉ፣ እና በመጨረሻም ይህ ሴንትሮሜር መከፋፈል ሲጀምር ብቻ ይለያያሉ።
ሌላ የማዋሃድ አይነት ሪፓራቲቭ ይባላል። እሱ ፣ ከቀዳሚው በተለየ ፣ከማንኛውም ሴሉላር ደረጃ ጋር የተያያዘ, ነገር ግን የዲ ኤን ኤ ጉዳት ሲከሰት ይጀምራል. በጣም ሰፊ ከሆኑ, ከዚያም ሴሉ በመጨረሻ ይሞታል. ነገር ግን, ጉዳቱ አካባቢያዊ ከሆነ, ከዚያም ሊጠገን ይችላል. በችግሩ ላይ በመመስረት አንድ ወይም ሁለት የዲ ኤን ኤ ክሮች ወደነበሩበት ይመለሳሉ. ይህ እንዲሁ ተብሎ እንደሚጠራው ፣ ያልታቀደ ውህደት ብዙ ጊዜ አይፈጅም እና ትልቅ የኃይል ወጪዎችን አይጠይቅም።
ነገር ግን የዲኤንኤ ድግግሞሽ ሲከሰት ብዙ ኃይል ፣ ቁሳቁስ ይበላል ፣ የቆይታ ጊዜው ለሰዓታት ይቆያል።
ማባዛት ለሶስት ጊዜያት ይከፈላል፡
- ጅማሬ፤
- ማራዘሚያ፤
- ማቋረጫ።
ይህንን የዲኤንኤ መባዛት ቅደም ተከተል በጥልቀት እንመልከተው።
ጅማሬ
በሰው ዲ ኤን ኤ ውስጥ በአስር ሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ቤዝ ጥንዶች አሉ (በእንስሳት ውስጥ አንድ መቶ ዘጠኝ ብቻ አሉ።) የዲኤንኤ ማባዛት በሰንሰለቱ ውስጥ በብዙ ቦታዎች በሚከተሉት ምክንያቶች ይጀምራል። በተመሳሳይ ጊዜ, ግልባጭ በአር ኤን ኤ ውስጥ ይከሰታል, ነገር ግን በዲ ኤን ኤ ውህደት ወቅት በተወሰኑ ቦታዎች ላይ ታግዷል. ስለዚህ እንዲህ ዓይነት ሂደት ከመጀመሩ በፊት የጂን አገላለፅን ለመጠበቅ እና የሕዋስ አስፈላጊ እንቅስቃሴ እንዳይታወክ በቂ መጠን ያለው ንጥረ ነገር በሴሉ ሳይቶፕላዝም ውስጥ ይከማቻል። ከዚህ አንጻር ሂደቱ በተቻለ ፍጥነት መከናወን አለበት. በዚህ ጊዜ ውስጥ ስርጭቱ ይከናወናል, እና ግልባጭ አይደረግም. ጥናቶች እንደሚያሳዩት የዲ ኤን ኤ ማባዛት በአንድ ጊዜ በበርካታ ሺዎች ውስጥ ይከሰታል - የተወሰነ መጠን ያላቸው ትናንሽ አካባቢዎችየኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል. በልዩ አስጀማሪ ፕሮቲኖች ይቀላቀላሉ፣ እነሱም በተራው ከሌሎች የዲኤንኤ መባዛት ኢንዛይሞች ጋር ይቀላቀላሉ።
የዲ ኤን ኤ ቁርሾ ሲፈጠር ሪፕሊኮን ይባላል። ከመጀመሪያው ነጥብ ይጀምራል እና ኢንዛይም ማባዛትን ሲያጠናቅቅ ያበቃል. ቅጂው ራሱን የቻለ ነው፣ እና አጠቃላይ ሂደቱን በራሱ ድጋፍ ያቀርባል።
አሰራሩ ከሁሉም ነጥቦች በአንድ ጊዜ ላይጀምር ይችላል፣ የሆነ ቦታ ቀደም ብሎ፣ ሌላ ቦታ ይጀምራል። በአንድ ወይም በሁለት ተቃራኒ አቅጣጫዎች ሊፈስ ይችላል. ክስተቶች በሚፈጠሩበት ጊዜ በሚከተለው ቅደም ተከተል ይከሰታሉ፡
- የማባዛት ሹካ፤
- አር ኤን ኤ ፕሪመር።
የማባዛት ሹካ
ይህ ክፍል ዲኦክሲራይቦኑክሊክ ሰንሰለቶች በተነጣጠሉ የዲኤንኤ ክሮች ላይ የሚዋሃዱበት ሂደት ነው። ሹካዎቹ የማባዛት ዓይን የሚባለውን ይመሰርታሉ። ሂደቱ በተከታታይ ድርጊቶች ይቀድማል፡
- በኒውክሊዮዞም ውስጥ ካለው ሂስቶን ጋር ከመተሳሰር ይለቀቁ - እንደ ሜቲሌሽን፣ አቴቴሌሽን እና ፎስፈረስላይዜሽን ያሉ የዲኤንኤ ማባዛት ኢንዛይሞች ፕሮቲኖች አወንታዊ ክፍያ እንዲያጡ የሚያደርጉ ኬሚካላዊ ግብረመልሶችን ያመነጫሉ፣ ይህም መለቀቅን ያመቻቻል፤
- የተስፋ መቁረጥ ክሮች የበለጠ ለመልቀቅ አስፈላጊ የሆነው መፍታት ነው፤
- የሃይድሮጂን ትስስር በዲኤንኤ ክሮች መካከል ማፍረስ፤
- ልዩነታቸው በተለያዩ የሞለኪውል አቅጣጫዎች፤
- ማስተካከያ በኤስኤስቢ ፕሮቲኖች።
አር ኤን ኤ ፕሪመር
አገባብ ይፈፀማልዲ ኤን ኤ ፖሊሜሬዝ የተባለ ኢንዛይም. ነገር ግን, እሱ በራሱ ሊጀምር አይችልም, ስለዚህ ሌሎች ኢንዛይሞች ያደርጉታል - አር ኤን ኤ ፖሊመሬሴስ, አር ኤን ኤ ፕሪመርስ ተብለው ይጠራሉ. በማሟያ መርህ መሰረት ከዲኦክሲራይቦኑክሊክ ክሮች ጋር በትይዩ የተዋሃዱ ናቸው. ስለዚህም ጅምሩ የሚጠናቀቀው በሁለት የDNA ገመዳዎች ላይ በተሰበረ እና በተለያየ አቅጣጫ በተነጣጠሉ ሁለት የአር ኤን ኤ ፕሪመርሮች ውህደት ነው።
Elongation
ይህ ጊዜ የሚጀምረው ኑክሊዮታይድ በመጨመር እና በ 3' የአር ኤን ኤ ፕሪመር መጨረሻ ሲሆን ይህም ቀደም ሲል በተጠቀሰው የዲ ኤን ኤ ፖሊመሬሴስ ይከናወናል። ወደ መጀመሪያው, ሁለተኛውን, ሦስተኛውን ኑክሊዮታይድ እና የመሳሰሉትን ትይዛለች. የአዲሱ ክር መሰረቶች ከወላጅ ሰንሰለት ጋር በሃይድሮጂን ቦንዶች የተገናኙ ናቸው. የፋይል ውህደቱ በ5'-3' አቅጣጫ እንደሚሄድ ይታመናል።
ወደ ማባዛት ሹካ በሚከሰትበት ጊዜ ውህደቱ ያለማቋረጥ ይቀጥልና ይህን ሲያደርግ ይረዝማል። ስለዚህ, እንዲህ ዓይነቱ ክር መሪ ወይም መሪ ተብሎ ይጠራል. አር ኤን ኤ ፕሪመርሮች በላዩ ላይ አይፈጠሩም።
ነገር ግን በተቃራኒው የእናቶች ገመድ ላይ የዲኤንኤ ኑክሊዮታይዶች ከአር ኤን ኤ ፕሪመር ጋር መያዛቸውን ይቀጥላሉ፣ እና ዲኦክሲራይቦኑክሊክ ሰንሰለቱ ከመድገም ሹካ በተቃራኒ አቅጣጫ ይዘጋጃል። በዚህ ጊዜ፣ መዘግየት ወይም መዘግየት ይባላል።
በዘገየው ፈትል ላይ፣ ውህደቱ በተቆራረጠ ሁኔታ ይከሰታል፣ በአንድ ክፍል መጨረሻ ላይ፣ ተመሳሳይ የአር ኤን ኤ ፕሪመርን በመጠቀም በአቅራቢያው በሚገኝ ሌላ ጣቢያ ውህደቱ ይጀምራል። ስለዚህ, በዲ ኤን ኤ እና አር ኤን ኤ የተገናኙ ሁለት የዘገየ ክር ላይ ሁለት ቁርጥራጮች አሉ. የኦካዛኪ ቁርጥራጮች ይባላሉ።
ከዚያ ሁሉም ነገር ይደገማል።ከዚያም ሌላ የሄሊክስ መዞር (ማዞር) ይከፈታል, የሃይድሮጂን ቦንዶች ይቋረጣሉ, ገመዶቹ ወደ ጎኖቹ ይለያያሉ, መሪው ገመድ ይረዝማል, የሚቀጥለው የአር ኤን ኤ ፕሪመር ቁርጥራጭ በማዘግየቱ ላይ ይሠራል, ከዚያ በኋላ የኦካዛኪ ቁርጥራጭ. ከዚያ በኋላ, በሚዘገይ ገመድ ላይ, የአር ኤን ኤ ፕሪመርሮች ይደመሰሳሉ, እና የዲ ኤን ኤ ቁርጥራጮች ወደ አንድ ይጣመራሉ. ስለዚህ በዚህ ወረዳ ላይ በአንድ ጊዜ ይከሰታል፡
- የአዲስ አር ኤን ኤ ፕሪመርሮች መፈጠር፤
- የኦካዛኪ ቁርጥራጮች ውህደት፤
- የአር ኤን ኤ ፕሪመርሮች መጥፋት፤
- ዳግም ውህደት ወደ አንድ ነጠላ ሰንሰለት።
ማቋረጫ
ሂደቱ የሚቀጥል ሁለት የማባዛት ሹካዎች እስኪገናኙ ድረስ ወይም ከመካከላቸው አንዱ የሞለኪውል መጨረሻ እስኪደርስ ድረስ ነው። ሹካዎቹ ከተገናኙ በኋላ የሴት ልጅ የዲ ኤን ኤ ክሮች በኤንዛይም ተያይዘዋል. ሹካው ወደ ሞለኪውሉ መጨረሻ ከተዘዋወረ፣ የዲኤንኤ ድግግሞሽ በልዩ ኢንዛይሞች እርዳታ ያበቃል።
እርማት
በዚህ ሂደት፣ ለመድገም ቁጥጥር (ወይም እርማት) ጠቃሚ ሚና ተሰጥቷል። አራቱም የኑክሊዮታይድ ዓይነቶች ወደ ውህደቱ ቦታ የሚቀርቡ ሲሆን በሙከራ ማጣመር ዲ ኤን ኤ ፖሊሜሬሴ አስፈላጊ የሆኑትን ይመርጣል።
የሚፈለገው ኑክሊዮታይድ በዲኤንኤ አብነት ገመድ ላይ ያለውን ተመሳሳይ ኑክሊዮታይድ ያህል የሃይድሮጂን ቦንድ መፍጠር መቻል አለበት። በተጨማሪም, በስኳር-ፎስፌት የጀርባ አጥንት መካከል የተወሰነ ቋሚ ርቀት መኖር አለበት, በሁለት መሠረቶች ውስጥ ከሶስት ቀለበቶች ጋር ይዛመዳል. ኑክሊዮታይድ እነዚህን መስፈርቶች የማያሟላ ከሆነ ግንኙነቱ አይከሰትም።
ቁጥጥር የሚከናወነው በሰንሰለቱ ውስጥ ከመካተቱ በፊት እና ከዚያ በፊት ነው።የሚቀጥለውን ኑክሊዮታይድ ማካተት. ከዚያ በኋላ በስኳር ፎስፌት የጀርባ አጥንት ላይ ትስስር ይፈጠራል።
ተለዋዋጭ ልዩነት
የዲኤንኤ መባዛት ዘዴ ምንም እንኳን ከፍተኛ ትክክለኛነት መቶኛ ቢኖረውም ሁልጊዜም በክር ውስጥ ረብሻዎች አሉት፣ በዋናነት "የጂን ሚውቴሽን" ይባላል። ወደ አንድ ሺህ የሚጠጉ የመሠረት ጥንዶች አንድ ስህተት አለባቸው፣ እሱም ተጓዳኝ ድግግሞሽ ይባላል።
በተለያዩ ምክንያቶች ይከሰታል። ለምሳሌ, በከፍተኛ ወይም በጣም ዝቅተኛ የኑክሊዮታይድ ክምችት, የሳይቶሲን መቆረጥ, በተቀነባበረ አካባቢ ውስጥ የ mutagens መኖር እና ሌሎችም. በአንዳንድ አጋጣሚዎች ስህተቶችን በማካካሻ ሂደቶች ሊስተካከሉ ይችላሉ, በሌሎች ውስጥ, እርማት የማይቻል ይሆናል.
ጉዳቱ የቦዘነ ቦታን ከነካ፣የዲኤንኤ ማባዛት ሂደት ሲከሰት ስህተቱ ከባድ መዘዝ አይኖረውም። የአንድ የተወሰነ ጂን ኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ከተዛመደ ጋር ሊታይ ይችላል። ከዚያ ሁኔታው የተለየ ነው, እና ሁለቱም የዚህ ሕዋስ ሞት እና የአጠቃላይ ፍጡር ሞት አሉታዊ ውጤት ሊሆኑ ይችላሉ. በተጨማሪም የጂን ሚውቴሽን በተለዋዋጭ ተለዋዋጭነት ላይ የተመሰረተ መሆኑን ግምት ውስጥ ማስገባት ይገባል ይህም የጂን ገንዳውን የበለጠ ፕላስቲክ ያደርገዋል።
Methylation
በተዋሃደበት ጊዜ ወይም ወዲያው ከሱ በኋላ ሰንሰለት ሜቲላይዜሽን ይከሰታል። በሰዎች ውስጥ ይህ ሂደት ክሮሞሶም እንዲፈጠር እና የጂን ግልባጭን ለመቆጣጠር አስፈላጊ እንደሆነ ይታመናል. በባክቴሪያ ውስጥ ይህ ሂደት ዲ ኤን ኤ በኤንዛይሞች እንዳይቆረጥ ለመከላከል ያገለግላል።
