Ma `lumot

Avval nima keldi? DNKmi yoki DNK polimerazami?

Avval nima keldi? DNKmi yoki DNK polimerazami?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Bilaman, bu tovuq va tuxum haqidagi savolga juda o'xshaydi va ikkinchisida javob bo'lsa-da, birinchisi meni qiziqtiradi.

Savolning o'zgartirilgan shakli, abiogenez jarayonida, birinchi navbatda, qanday shakllanadi? DNK yoki oqsillar (shuning uchun fermentlar va DNK polimerazalari)?

Buning ortidagi printsip shundaki, DNK replikatsiya qilish uchun fermentga muhtoj.(DNK pol)

Ammo DNK polning o'zi oqsil bo'lgani uchun DNKda DNK pol A/B/C geniga muhtoj! (Transkripsiya va tarjima) Transkripsiya va tarjima uchun zarur bo'lgan boshqa barcha oqsillarni aytmaslik kerak.

RNK va RNK pol uchun ham xuddi shunday.

Agar birinchi bo'lib DNK/RNK hosil bo'lgan bo'lsa, u oqsilsiz qanday ko'payadi? Agar oqsil birinchi bo'lib paydo bo'lgan bo'lsa, u holda DNK/RNKsiz qanday paydo bo'lgan?

Keling, katta bir taxmin qilaylik va nuklein kislota birinchi marta hosil bo'lgan va oqsillarsiz ko'paygan. Nuklein kislotalarning oqsilsiz ko'payishi mumkinmi? Misol uchun, abiogenetik tarzda hosil bo'lgan DNK ketma-ketligi tasodifiy ravishda o'zining qo'shimcha zanjirini o'ziga tortdi va mos keladigan, o'rnatilgan va qandaydir tarzda fosfodiester aloqalari oqsillarsiz muhrlangan edi. Bu juda aql bovar qilmaydigan tuyuladi.

Agar kimdir abiotik tarzda de novo sans fermentlarni, genlarni hosil qiluvchi DNK/oqsilni tasdiqlovchi manbalarni taqdim etsa, xursand bo'lardim.


Aniq javob: biz bilmaymiz. Bizda o'sha paytda nima sodir bo'lganligi to'g'risida to'g'ridan-to'g'ri dalillar yoki uning qanday ishlashi haqida to'liq ishlab chiqilgan va izchil nazariyalar yo'q.

Ko'pchilik ishongan gipoteza "RNK dunyosi" gipotezasi. RNK, DNKdan farqli o'laroq, katalitik molekulalarni hosil qilish uchun o'z-o'zidan buklanishga qodir va shuning uchun oqsillar tomonidan transkripsiya va transkripsiyaga bo'lgan ehtiyojdan qochadi, chunki u o'z sintezini kuchaytira oladi. G'oya shundan iboratki, vaqt o'tishi bilan RNK oqsillarni sintez qilish vositalarini ishlab chiqdi va keyin DNKni yanada barqaror saqlash molekulasi sifatida ishlata boshladi. Avvalgi RNK asosli RNK polimerazalari evolyutsion vaqt davomida yuqori aniqlikdagi oqsil polimerazalar bilan almashtirildi, shuning uchun biz ularni zamonaviy hujayralarda ko'rmayapmiz.


Kornberg, A. Fermentlarning sevgisi uchun: biokimyogarning odissasi. (Garvard universiteti nashriyoti, Kembrij, Massachusets, 1989).

Kornberg, A. Kataral sariqlikdan tuzalgan odamlarda va boshqa oddiy tibbiyot talabalarida yashirin jigar kasalligi, bilirubinni chiqarib yuborish testi bilan aniqlangan. J. Klin. Invest. 21, 299?308 (1942).

Kornberg, A. Hech qachon zerikarli ferment. Annu. Rev. Biochem. 58, 1?30 (1989).

Vatson, J. D. & amp Krik, F. C. Deoksiriboz nuklein kislotasi tuzilishi. Tabiat 171, 737?738 (1953).

Kornberg, A. Dezoksiribonuklein kislotaning biologik sintezi. Fan 131, 1503?1508 (1960).

Grunberg-Manago, M. & amp Ochoa, S. J. Polinukleotidlarning polinukleotid fosforilazasining fermentativ sintezi va parchalanishi. J. Am. Kimyo Soc. 77, 3165?3166 (1955).

Vayss, S. B. va Gladston, L. Sitidin trifosfatning ribonuklein kislotasiga qo'shilishi uchun sutemizuvchilar tizimi. J. Am. Kimyo Soc. 81, 4118?4119 (1959).

Leman, I. R. DNK polimerazasining kashfiyoti. J. Biol. Kimyo 278, 34743?34738 (2003).

Kornberg, A., Lehman, I.R & amp Simms, E. S. Polidoksoksiribonukleotidlarni fermentlar yordamida sintezi. Escherichia coli. Fed Prok. 15, 291 (1956).

Kornberg, A. in Irsiyatning kimyoviy asoslari. (Tahrirlar McElroy, W. D. & Glass, B.) 579?608 (Jons Hopkins Press, Baltimor, 1957).

Kornberg, A., Lehman, I. R., Bessman, M. J. va Simms, E. S. Dezoksiribonuklein kislotaning fermentativ sintezi. Bioxim. Biofizika. Acta 21, 197?198 (1956).

Lehman, I. R., Bessman, M. J., Simms, E. S. & amp; Kornberg, A. Dezoksiribonuklein kislotaning fermentativ sintezi I. Substratlarni tayyorlash va fermentni qisman tozalash. Escherichia coli. J. Biol. Kimyo 233, 163?170 (1958).

Bessman, M., Lehman, I. R., Simms, E. S. & Kornberg, A. Dezoksiribonuklein kislotaning fermentativ sintezi II. Reaksiyaning umumiy xossalari. J. Biol. Kimyo 233, 171?177 (1958).

Adler, H. I., Fisher, VD & amp; Stapleton, G. E. Milliy fanlar akademiyasi. Kuzgi yig'ilishda taqdim etilgan maqolalar tezislari, Durham, Shimoliy Karolina, 17-19 oktyabr 1966 yil. Fan 154, 417 (1966).

Adler, H. I., Fisher, V. D., Koen, A. va Xarigri, A. A. Miniatyura Escherichia coli DNK etishmaydigan hujayralar. Prok. Natl Akad. Ilmiy. AQSH 57, 321?326 (1967).

Koen, A., Fisher, W. D., Curtiss, R. 3rd va Adler, H. I. Konjugatsiya paytida minicelllarga o'tkaziladigan DNKning xususiyatlari. Sovuq Bahor Makoni Simplasi. Miqdor. Biol. 33, 635?641 (1968).

Fridberg, E.C. Hayot rejasini to'g'rilash: DNKni tiklash mexanizmlarini kashf qilishning tarixiy hisobi. (Cold Spring Spring Harbor laboratoriya matbuoti, Cold Spring Spring Harbor, 1997).

De Lucia, P. & amp Cairns, J. izolyatsiya E. coli DNK polimeraza ta'sir qiluvchi mutatsiyaga uchragan shtamm. Tabiat 224, 1164?1166 (1969).

Kornberg, T. & Gefter, M. L. DNK polimeraza nuqsonli mutantning hujayrasiz ekstraktlarida DNK sintezi. Biokimyo. Biofizika. Res. Kommun. 40, 1348?1355 (1970).

Kniperlar, R. DNK polimeraza II. Tabiat 228, 1050?1053 (1970).

Moses, R. E. va Richardson, C. C. Yangi DNK polimeraza faolligi Escherichia coli. I. mavjud faoliyatning tozalanishi va xususiyatlari E. coli PolA1. Biokimyo. Biofizika. Res. Kommun. 40, 1557?1564 (1970).

Kornberg, T. & Gefter, M. L. Hujayrasiz ekstraktlarda tozalash va DNK sintezi: DNK polimeraza II xususiyatlari. Prok. Natl Akad. Ilmiy. AQSH 68, 761?764 (1971).

Bollum, F.J. va Potter, V.R. Timidin kalamush jigar homogenatlarining deoksiribonuklein kislotasiga qo'shilishi. J. Am. Kimyo Soc. 79, 3603?3604 (1957).

Hubscher, U., Maga, G. & amp Spadari, S. Eukaryotik DNK polimerazalari. Annu. Rev. Biochem. 71, 133?163 (2002).

Kalf, G. F. & amp; J. Biol. Kimyo 243, 4904?4916 (1968).

Meyer, R. R. va Simpson, M. V. Mitoxondriyadagi DNK biosintezi: ajratilgan kalamush jigar mitoxondriyalaridan aniq DNK polimerazasini qisman tozalash. Prok. Natl Akad. Ilmiy. AQSH 61, 130?137 (1968).

Baltimor, D. RNK o'simta viruslari virionlarida RNKga bog'liq DNK polimeraza. Tabiat 226, 1209?1211 (1970).

Temin, H. M & amp Mizutani, Rous sarkoma virusi virionlarida S. RNKga bog'liq DNK polimeraza. Tabiat 226, 1211?1213 (1970).

Echols, H. & amp Gudman, M. F. DNK replikatsiyasidagi sodiqlik mexanizmlari. Annu. Rev. Biochem. 60, 477?551 (1991).

Rajagopalan, M. va boshqalar. Tozalangan mutagenez oqsillari UmuC, UmuD 'va RecA ning DNK polimeraza III bilan abazik DNK shikastlanishining replikativ bypassidagi faolligi. Prok. Natl Akad. Ilmiy. AQSH 89, 10777?10781 (1992).

Tang, M. va boshqalar. UmuD'2C - xatoga moyil DNK polimeraza, Escherichia coli pol V. Prok. Natl Akad. Ilmiy. AQSH 96, 8919?8924 (1999).

Reuven, N. B., Arad, G., Maor-Shoshani, A. & amp Livneh, Z. Mutagenez oqsili UmuC-UmuD ', RecA va SSB tomonidan faollashtirilgan va translesion sintezi uchun ixtisoslashgan DNK polimeraza. J. Biol. Kimyo 274, 31763?31766 (1999).

Vagner, J. va boshqalar. The dinB gen romanni kodlaydi E. coli Mutagenezda ishtirok etadigan DNK polimeraza, DNK Pol IV. Mol. Hujayra 4, 281?286 (1999).

Ohmori, H. va boshqalar. DNK polimerazalarining Y oilasi. Mol. Hujayra 8, 7?8 (2001).

Byrnes, J. J., Downey, K. M., Black, V. L. & A. G. 3′ dan 5′ gacha ekzonukleaza faolligi bo'lgan yangi sutemizuvchilar DNK polimerazasi: DNK polimeraza d. Biokimyo 15, 2817?2823 (1976).

Bolden, A., Noy, G. P. & Vaysbax, A. Mitoxondriyaning DNK polimerazasi - polimeraza. J. Biol. Kimyo 252, 3351?3356 (1977).

Focher, F. va boshqalar. Buzoq timus DNK polimeraza pro ko'payadigan hujayrali yadro antijenidan mustaqil. Nuklein kislotalari. 17, 1805?1821 (1989).

Morrison, A. va boshqalar. REV3, a Saccharomyces cerevisiae mutagenez uchun funktsiyasi zarur bo'lgan gen DNK polimerazasini kodlashi taxmin qilinmoqda. J. Bakteriol. 171, 5659?5667 (1989).

Nelson, J.R., Lorens, C.V. va Xinkl, D.V. achitqi REV1 oqsilining deoksinukleotidil transferaz faolligi. Tabiat 382, 729?731 (1996).


Tarkibi

1956 yilda Artur Kornberg va uning hamkasblari DNK polimeraza I (Pol I) ni kashf etdilar. Escherichia coli. Ular DNK polimerazasining shablon DNK zanjirining asosiy ketma -ketligini ko'chiradigan DNK replikatsiyasi jarayonini tasvirlab berishdi. Keyinchalik bu ish uchun Kornberg 1959 yilda fiziologiya yoki tibbiyot bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. [7] DNK polimeraza II Tomas Kornberg (Artur Kornbergning o'g'li) va Malkolm E.Gefter tomonidan 1970 yilda Pol I rolini yanada ochib berishda kashf etilgan. E. coli DNK replikatsiyasi. [8] Yana uchta DNK polimerazalari topilgan E. coli, jumladan DNK polimeraza III (1970-yillarda kashf etilgan) va DNK polimerazalari IV va V (1999 yilda kashf etilgan). [9]

DNK polimerazasining asosiy vazifasi DNKning qurilish bloklari bo'lgan deoksiribonukleotidlardan DNKni sintez qilishdir. DNK nusxalari asl DNK molekulasining har bir ipida mavjud bo'lgan nukleotidlarning juftlanishi natijasida hosil bo'ladi. Bu juftlik har doim o'ziga xos kombinatsiyalarda sodir bo'ladi, guanin bilan birga sitozin va adenin bilan birga timin mos ravishda ikkita alohida juftlikni hosil qiladi. Aksincha, RNK polimerazalari RNKni ribonukleotidlardan RNK yoki DNKdan sintez qiladi.

Yangi DNKni sintez qilishda DNK polimerazasi erkin nukleotidlarni faqat yangi hosil bo'lgan ipning 3 'uchiga qo'sha oladi. Bu yangi hosil bo'lgan ipning 5'-3' yo'nalishda cho'zilishiga olib keladi.

Shuni ta'kidlash kerakki, yangi hosil bo'ladigan ipning (qizning ipi) yo'nalishi DNK polimeraza shablon ipi bo'ylab harakatlanadigan yo'nalishga ziddir. DNK polimeraza sintezni boshlash uchun 3 'OH erkin guruhini talab qilganligi sababli, u ilgari mavjud bo'lgan nukleotid zanjirining 3' uchini uzaytirib, faqat bitta yo'nalishda sintez qila oladi. Demak, DNK polimeraza shablon zanjiri bo'ylab 3'-5' yo'nalishda harakat qiladi va qiz zanjir 5'-3' yo'nalishda hosil bo'ladi. Bu farq natijasida hosil bo'lgan ikki zanjirli DNK bir-biriga antiparallel bo'lgan ikkita DNK zanjiridan iborat bo'lishiga imkon beradi.

DNK polimerazasining funksiyasi unchalik mukammal emas, ferment ko'chirilgan har milliard tayanch jufti uchun taxminan bitta xatoga yo'l qo'yadi. Xatolarni tuzatish - bu DNK polimerazalarining hammasiga ham xos xususiyat. Bu jarayon yangi sintez qilingan DNKdagi xatolarni tuzatadi. Noto'g'ri asosli juftlik aniqlanganda, DNK polimeraza DNKning bir juft jufti orqaga siljiydi. Fermentning 3' -5 'ekzonuklez faolligi noto'g'ri bazaviy juftni olib tashlashga imkon beradi (bu faollik deyiladi) tuzatish). Asosiy eksizyondan so'ng, polimeraza to'g'ri bazani qayta kiritishi mumkin va replikatsiya oldinga davom etishi mumkin. Bu qiz hujayralarga o'tadigan asl DNK zanjirining yaxlitligini saqlaydi.

DNK replikatsiyasida sodiqlik juda muhimdir. DNK bazasi juftligidagi nomuvofiqliklar potentsial ravishda disfunktsiyali oqsillarga olib kelishi va saratonga olib kelishi mumkin. Ko'pgina DNK -polimerazalarda ekzonukleaz domeni mavjud bo'lib, u asosiy juftlik mos kelmasligini aniqlab beradi va noto'g'ri nukleotidni olib tashlashda to'g'ri rol o'ynaydi. [10] Uotson va Krik tayanch juftligiga mos keladigan shakl va o'zaro ta'sirlar, birinchi navbatda, aniqlash yoki xatolikka yordam beradi. Vodorod aloqalari asosiy juftlarning bog'lanishi va o'zaro ta'sirida asosiy rol o'ynaydi. Mos kelmaslik natijasida yuzaga keladigan o'zaro ta'sirning yo'qolishi shablon-primerning polimerazadan ekzonukleaza maydoniga bog'lanishi uchun muvozanatning o'zgarishiga olib keladi. Bundan tashqari, noto'g'ri nukleotidning qo'shilishi DNK polimerizatsiyasining kechikishiga olib keladi. Bu kechikish DNKning polimeraza maydonidan ekzonukleaza joyiga o'tishiga vaqt beradi. Turli xil mos kelmasliklarda turli xil konformatsion o'zgarishlar va o'zaro ta'sirning yo'qolishi sodir bo'ladi. Purin: pirimidin mos kelmasligida pirimidin katta yivga va purin kichik truba tomon siljiydi. DNK polimerazasining bog'lovchi cho'ntagining shakliga nisbatan, purin va kichik trubadagi qoldiqlar o'rtasida sterik to'qnashuvlar sodir bo'ladi va muhim van der Waals va elektrostatik o'zaro ta'sirlar pirimidin tomonidan yo'qoladi. [11] Pirimidin: pirimidin va purin: purin nomuvofiqligi kamroq sezilarli o'zgarishlarni ko'rsatadi, chunki asoslar katta truba tomon siljiydi va sterik to'siq kamroq bo'ladi. Biroq, har xil nomuvofiqliklar turli xil sterik xususiyatlarga olib kelgan bo'lsa -da, DNK polimeraza ularni bir xilda aniqlay oladi va farqlay oladi va DNK replikatsiyasida sodiqlikni saqlay oladi. [12] DNK polimerizatsiyasi ko'plab mutagenez jarayonlari uchun ham juda muhim va biotexnologiyalarda keng qo'llaniladi.

Strukturani tahrirlash

Ma'lum DNK polimerazalari yuqori darajada saqlanib qolgan tuzilishga ega, ya'ni ularning umumiy katalitik bo'linmalari turlardan turlarga, domen tuzilmalaridan qat'i nazar, juda oz farq qiladi. Konservalangan tuzilmalar odatda hujayraning muhim, almashtirib bo'lmaydigan vazifalarini ko'rsatadi, ularning saqlanishi evolyutsion afzalliklarni beradi. Shaklni bosh barmog'i, barmoqlari va palma sohalari bilan o'ng qo'lga o'xshash deb ta'riflash mumkin. Palma domeni fosforni uzatish reaktsiyasida fosforil guruhlarini o'tkazishni katalizlashda ishlaydi. Ferment faol bo'lganda DNK kaft bilan bog'lanadi. Bu reaktsiya ikki metalli-ionli mexanizm yordamida katalizlanadi deb ishoniladi. Barmoq sohasi nukleozid trifosfatlarni shablon asosi bilan bog'lash vazifasini bajaradi. Bosh barmoq sohasi DNKning qayta ishlanishi, translokatsiyasi va joylashishida potentsial rol o'ynaydi. [13]

Jarayonni tahrirlash

DNK polimerazasining tez katalizlanishi uning protsessual xarakteriga bog'liq. Protsessivlik - polimerik substratlarda ishlaydigan fermentlarga xos xususiyat. DNK -polimeraza holatida, ishlov berish darajasi ferment shablonni har bog'laganida qo'shiladigan nukleotidlarning o'rtacha sonini bildiradi. O'rtacha DNK polimeraza uchun primer/shablon birikmasini aniqlash va bog'lash uchun taxminan bir soniya kerak bo'ladi. U bog'langandan so'ng, qayta ishlanmaydigan DNK polimeraza sekundiga bitta nukleotid tezligida nukleotidlarni qo'shadi. [14] : 207-208 Protsessiv DNK polimerazalari esa soniyada bir nechta nukleotidlarni qo'shib, DNK sintezi tezligini keskin oshiradi. Jarayonlilik darajasi DNK sintezi tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Tirik hujayradagi DNK sintezi tezligi, birinchi navbatda, fag T4 DNK DNK uzayish tezligi sifatida aniqlangan. E. coli. Eksponensial DNKning 37 ° C darajasida o'sishi davrida tezligi soniyada 749 nukleotidni tashkil etdi. [15]

DNK polimerazasining DNK shabloni bo'ylab siljish qobiliyati jarayonning oshishiga imkon beradi. Replikatsiya vilkasida ishlov berishning keskin o'sishi kuzatiladi. Bu o'sish DNK polimerazasining toymasin DNK qisqichi deb nomlanuvchi oqsillar bilan bog'lanishi bilan yordam beradi. Qisqichlar halqa shaklida bog'langan bir nechta oqsil bo'linmalaridir. ATP gidrolizidan foydalanib, toymasin qisqich yuklaydigan oqsillar deb nomlanuvchi oqsillar sinfi DNK qisqichlarining halqali tuzilishini ochib, DNK zanjirini bog'lab qo'yadi. Qisqich bilan oqsil-oqsil o'zaro ta'siri DNK polimerazasining DNK shablonidan tarqalishiga to'sqinlik qiladi va shu bilan ferment bir xil primer/shablon birikmasini bog'lab, replikatsiyani davom ettirishini ta'minlaydi. [14] : 207-208 DNK polimeraza konformatsiyasini o'zgartiradi, u bilan bog'langanda qisqichga yaqinlikni oshiradi va qisqichdan bo'shatish uchun DNK cho'zilishi replikatsiyasini tugatgandan so'ng yaqinlikni kamaytiradi.

Ketma -ket gomologiyaga asoslanib, DNK polimerazalarini yana etti xil oilaga bo'lish mumkin: A, B, C, D, X, Y va RT.

Ba'zi viruslar, shuningdek, maxsus DNK polimerazalarini kodlaydi, masalan, gepatit B virusi DNK polimerazasi. Ular turli mexanizmlar orqali virus DNKsini tanlab ko'paytirishi mumkin. Retroviruslar teskari transkriptaza deb ataladigan noodatiy DNK polimerazasini kodlaydi, bu RNKga bog'liq DNK polimeraza (RdDp). U DNKni RNK shablonidan polimerlaydi.

Oila [16] DNK polimeraza turlari Tax Misollar Xususiyat
A Replikativ va tuzatuvchi polimerazalar Eukaryotik va prokaryotik T7 DNK polimeraza, Pol I, Pol γ, θ va ν Ikki ekzonukleaza domenlari (3'-5' va 5'-3')
B Replikativ va tuzatuvchi polimerazlar Eukaryotik va prokaryotik Pol II, Pol B, Pol z, Pol a, d va e 3'-5 eksonukleaz (korreksiya) virusli oqsilli primerdan foydalanadi
C Replikativ polimerazalar Prokaryotik Pol III 3'-5 eksonukleaz (tuzatish)
D Replikativ polimerazalar Evarxeota PolD (DP1/DP2 heterodimeri) [17] "Qo'l" xususiyati yo'q, ikki barrelli RNK polimeraza o'xshash 3'-5 ekzonukleaza (tekshirish)
X Replikativ va tuzatuvchi polimerazalar Eukaryotik Pol b, Pol σ, Pol λ, Pol m va terminal deoksinukleotidil transferaza shablon ixtiyoriy 5' fosfataza (faqat Pol b) zaif "qo'l" xususiyati
Y Replikativ va tuzatuvchi polimerazlar Eukaryotik va prokaryotik Pol y, Pol κ, Pol η, [18] Pol IV va Pol V Translesion sintezi [19]
RT Replikativ va tuzatuvchi polimerazalar Viruslar, retroviruslar va eukaryotiklar Telomeraza, gepatit B virusi RNKga bog'liq

Prokaryotik polimeraza tahrirlash

Prokaryotik polimerazalar ikki shaklda mavjud: yadro polimeraza va holoenzim. Yadro polimeraza DNKni shablondan sintez qiladi, lekin u sintezni yakka o'zi yoki aniq boshlay olmaydi. Holoenzim sintezni aniq boshlaydi.

Pol men tahrir qilaman

Prokaryotik A oilasi polimerazalari DNK polimeraza I (Pol I) fermentini o'z ichiga oladi, bu ferment tomonidan kodlangan. polA gen va hamma joyda prokaryotlar orasida. Ushbu ta'mirlash polimeraza 3'-5' va 5'-3' ekzonukleaza faolligi bilan eksizyonni tiklashda va orqada qolgan zanjir sintezi paytida hosil bo'lgan Okazaki fragmentlarini qayta ishlashda ishtirok etadi. [20] Pol I eng ko'p uchraydigan polimeraza bo'lib, uning tarkibidagi polimeraza faolligining 95% ni tashkil qiladi E. coli ammo Pol I bo'lmagan hujayralar Pol I faolligini boshqa to'rtta polimeraza bilan almashtirish mumkinligini ko'rsatadi. Pol I qo'shadi

Sekundiga 15-20 nukleotid, bu jarayonning yomonligini ko'rsatadi. Buning o'rniga Pol I nukleotidlarni RNK primeriga qo'sha boshlaydi: replikatsiya kelib chiqishi (ori) deb nomlanuvchi shablon birikmasi. Taxminan 400 bp quyi oqimdan Pol III holofermenti yig'ilib, yuqori tezlikda va tabiatda replikatsiyani o'z zimmasiga oladi. [21]

Taq polimeraza - bu oilaning issiqlikka bardoshli fermenti bo'lib, o'qish qobiliyatiga ega emas. [22]

Pol II tahrirlash

DNK polimeraza II - polB geni bilan kodlangan B oilasi polimeraza. Pol II 3' -5 'ekzonukleaza faolligiga ega va DNKni tuzatishda ishtirok etadi, shikastlanishlarni chetlab o'tish uchun replikatsiya qayta boshlanadi va uning hujayralari bor joydan sakrashi mumkin.

SOS induksiyasi paytida 200–300. Pol II, shuningdek, Pol III -ning zaxira nusxasi hisoblanadi, chunki u holoferment oqsillari bilan o'zaro ta'sir qilishi va yuqori darajadagi ishlov berish qobiliyatiga ega bo'lishi mumkin. Pol II ning asosiy roli polimeraza faolligini replikatsiya vilkasiga yo'naltirish va to'xtab qolgan Pol III bypass terminali mos kelmasligiga yordam berishdir. [23]

Pfu DNK polimeraza-bu oilaning issiqqa chidamli fermenti, gipertermofil arxeonda topilgan Pirokokk furiozi. [24] Batafsil tasnif B arxeidagi B oilasini B1, B2, B3 ga ajratadi, bunda B2 psevdofermentlar guruhidir. Pfu B3 oilasiga tegishli. Boshqalar arxeada topilgan PolBlar "Kasposonlar" ning bir qismi, Cas1 ga bog'liq transpozonlar. [25] Ba'zi viruslar (shu jumladan DN2 polimeraza 29) va mitoxondriyal plazmidlar ham polB o'tkazadi. [26]

Pol III Tahrirlash

DNK polimeraza III holoferimi - bu DNK replikatsiyasida ishtirok etadigan asosiy ferment E. coli va C polimerazalari oilasiga tegishli. U uchta yig'ilishdan iborat: pol III yadrosi, beta toymasin qisqichni qayta ishlash omili va qisqichni yuklash majmuasi. Yadro uchta kichik birlikdan iborat: a, polimeraza faolligi markazi, ɛ, eksonukleolitik korrektor va th, ɛ uchun stabilizator bo'lib xizmat qilishi mumkin. Beta toymasin qisqichning ishlov berish koeffitsienti, shuningdek, har bir yadro uchun bittadan, ikkita protokolda mavjud bo'lib, yuqori ishlov berish imkoniyatini beradigan DNKni yopadigan qisqich yaratadi. [27] Uchinchi yig'ilish-bu yettita bo'linma (τ2γδδ′χψ) qisqich yuklovchi majmuasi.

Eski "trombonli model" darsligida har bir replikatsiya vilkasida (RF) yadro fermentining ikkita ekvivalenti bo'lgan cho'zish majmuasi tasvirlangan, har bir ip uchun bittasi, ortda qolgan va etakchi. [23] Biroq, bitta molekulali tadqiqotlarning so'nggi dalillari Pol III va uning hamkasbi uchun har bir RFda o'rtacha uchta stexiometrik yadro fermentining ekvivalentini ko'rsatadi. B. subtilis, PolC. [28] Hujayra ichidagi lyuminestsent mikroskop shuni ko'rsatdiki, yetakchi iplar sintezi to'liq uzluksiz bo'lmasligi mumkin va Pol III* (ya'ni, a2, ε, τ, δ va χ2 toymasin qisqichli bo'linmasiz holoferment) yuqori chastotaga ega ekanligini aniqladi. faol RFlardan ajralib chiqish. [29] Ushbu tadqiqotlarda, vilkalar aylanmasi replikatsiya tezligi Pol III*uchun 10s, ß2 toymasin qisqichi uchun 47s va DnaB helikazasi uchun 15m edi. Bu shuni ko'rsatadiki, DnaB helikazasi RFda barqaror bog'langan bo'lib qolishi va vakolatli holoenzim uchun yadrolanish nuqtasi bo'lib xizmat qilishi mumkin. In vitro bitta molekulali tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, Pol III * haddan tashqari ko'p bo'lganda yuqori chastotali aylanish tezligiga ega, ammo konsentratsiya chegaralanganda replikatsiya vilkalari bilan barqaror bog'liq bo'lib qoladi. [29] Boshqa bir molekulali tadqiqot shuni ko'rsatdiki, DnaB helikaz faolligi va ipning cho'zilishi ajratilgan, stokastik kinetika bilan davom etishi mumkin. [29]

Pol IV tahrirlash

Yilda E. coli, DNK polimeraza IV (Pol IV) maqsadli bo'lmagan mutagenezda ishtirok etadigan xatoga moyil DNK polimerazadir. [30] Pol IV - bu dinB geni tomonidan ifodalangan Y oilasi polimerazasi boʻlib, replikatsiya vilkasida toʻxtab qolgan polimerazalar tufayli SOS induksiyasi orqali yoqiladi. SOS induktsiyasi paytida Pol IV ishlab chiqarish o'n baravar ko'payadi va bu vaqtdagi funktsiyalardan biri Pol III holoenzim jarayoniga xalaqit berishdir. Bu nazorat punktini yaratadi, replikatsiyani to'xtatadi va tegishli ta'mirlash yo'li orqali DNK shikastlanishlarini tuzatishga vaqt beradi. [31] Pol IVning yana bir vazifasi-to'xtab qolgan replikatsiya vilkasida translesion sintezini amalga oshirish, masalan, N2-deoksiguanin qo'shimchalarini chetlab o'tish, shikastlanmagan DNKni o'tkazishga qaraganda tezroq. DinB geni bo'lmagan hujayralarda DNKni shikastlovchi agentlar keltirib chiqaradigan mutagenez tezligi yuqori bo'ladi. [32]

Pol V tahrirlash

DNK polimeraza V (Pol V) Y-oilaviy DNK polimeraza bo'lib, SOS javobi va transleziya sintezi DNKni tiklash mexanizmlarida ishtirok etadi. [33] Um VDC genlari orqali Pol V transkripsiyasi, SOS javobini keltirib chiqaradigan hujayrada shikastlangan DNK mavjud bo'lganda, faqat Pol V ni ishlab chiqarish uchun yuqori darajada tartibga solinadi. To'xtab qolgan polimerazalar RecA ning ssDNK bilan bog'lanishiga olib keladi, bu esa LexA oqsilining avtomatik hazm bo'lishiga olib keladi. Keyin LexA umuDC operonining transkripsiyasini bostirish qobiliyatini yo'qotadi. Xuddi shu RecA-ssDNA nukleoproteini UmuD oqsilini UmuD 'oqsiliga posttranslyatsion tarzda o'zgartiradi. UmuD va UmuD' UmuC bilan o'zaro ta'sir qiluvchi geterodimer hosil qiladi, bu esa o'z navbatida shikastlangan DNKda umuC ning polimeraza katalitik faolligini faollashtiradi. [34] E. coli da toʻxtab qolgan replikatsiya vilkasida pol III ni pol IV bilan almashtirish uchun polimeraza “asbob kamari” modeli taklif qilingan, bunda ikkala polimera bir vaqtning oʻzida b-qisqich bilan bogʻlanadi. [35] Shu bilan birga, lezyonni chetlab o'tish uchun ketma -ket ishlaydigan bir nechta TLS polimeraza ishtiroki E. colida hali ko'rsatilmagan. Bundan tashqari, Pol IV qo'shilish va kengaytmani yuqori samaradorlik bilan katalizlay oladi, holbuki pol V asosiy SOS TLS polimeraza hisoblanadi. Bir misol, guanin timinning o'zaro bog'lanishini aylanib o'tish bo'lib, u ikki polimeraza mutatsion imzolaridagi farq asosida ko'rsatilgan, pol IV va pol V ip ichidagi o'zaro bog'lanishning TLS uchun raqobatlashadi. [35]

Oila D tahrirlash

1998 yilda DNK polimeraza D oilasi topilgan Pirokokk furiozi va Metanokokklar. [36] PolD kompleksi har biri DP1 (kichik tekshirish) va DP2 (katta katalitik) bilan kodlangan ikkita zanjirning geterodimeridir. Boshqa DNK polimerazlaridan farqli o'laroq, DP2 katalitik yadrosining tuzilishi va mexanizmi ko'p subunitli RNK polimerazalarnikiga o'xshaydi. DP1-DP2 interfeysi Eukaryotik B sinfidagi polimeraza sink barmoq va uning kichik bo'linmasiga o'xshaydi. [17] DP1, Mre11ga o'xshash ekzonuklez [37], ehtimol, eukaryotlarda yo'qolgan tuzatish qobiliyatini ta'minlovchi Pol a va of kichik bo'linmalarining kashfiyotchisi bo'lishi mumkin. [25] Uning N-terminalli HSH domeni AAA oqsillariga, xususan Pol III subunitiga δ va RuvB o'xshash. [38] DP2 II sinf KH domeniga ega. [17] Pyrococcus abyssi polD issiqlikka bardoshli va aniqroq Taq polimeraza, lekin hali tijoratlashtirilmagan. [39] D -DNK polimeraza oilasi birinchi bo'lib uyali organizmlarda rivojlangan va oxirgi universal uyali ajdodning (LUCA) replikativ polimerazasi D oilasiga tegishli deb taxmin qilingan. [40]

Eukaryotik DNK polimeraza tahriri

Β, λ, σ, m (beta, lambda, sigma, mu) va TdT tahriridagi polimerazalar

Oila X polimerazalari tarkibida taniqli eukaryotik polimeraza pol b (beta), shuningdek Pol e (sigma), Pol λ (lambda), Pol m (mu) va Terminal deoksinukleotidil transferaza (TdT) kabi boshqa eukaryotik polimerazalar mavjud. X oilasining polimerazalari asosan umurtqali hayvonlarda, bir nechtasi o'simliklar va zamburug'larda uchraydi. Ushbu polimerazalar DNK-polimeraza o'zaro ta'sirida majburiy bo'lgan ikkita spiral-soch-spiral motiflarini o'z ichiga olgan yuqori darajada saqlanib qolgan hududlarga ega. Bir motif quyi oqim DNK bilan o'zaro ta'sir qiladigan 8 kDa domenida joylashgan va bitta motif bosh barmog'i bilan o'zaro ta'sir qiladigan bosh barmoq sohasida joylashgan. POLB geni bilan kodlangan Pol b, alkillangan yoki oksidlangan asoslarni, shuningdek, abasik joylarni ta'mirlash uchun zarur bo'lgan DNKni tuzatish yo'lini qisqa patchli bazani olib tashlashni ta'mirlash uchun kerak. POLL va POLM genlari tomonidan kodlangan Pol l va Pol m mos ravishda vodorod peroksid va ionlashtiruvchi nurlanish ta'sirida DNKning ikki zanjirli uzilishlarini qayta qo'shish mexanizmi bo'lgan homolog bo'lmagan so'nggi qo'shilishda ishtirok etadi. TdT faqat limfoid to'qimada ifodalanadi va immunologik xilma-xillikni targ'ib qilish uchun V(D)J rekombinatsiyasi jarayonida hosil bo'lgan ikki zanjirli uzilishlarga "n nukleotid" qo'shadi. [41]

A, δ va Poly (alfa, delta va epsilon) polimerazalarini tahrirlash

Pol a (alfa), Pol d (delta) va Pol e (epsilon) B oilasining polimeraza a'zolari bo'lib, yadro DNK replikatsiyasida ishtirok etadigan asosiy polimerazalardir. Pol a kompleksi (pol a-DNK primazasi kompleksi) to'rtta bo'linmadan iborat: katalitik bo'linma POLA1, tartibga soluvchi POLA2 va kichik va katta primaz subbirliklari mos ravishda PRIM1 va PRIM2. Primaza RNK primerini yaratgandan so'ng, Pol a primerni uzaytiruvchi replikatsiyani boshlaydi

20 nukleotid. [42] Yuqori qayta ishlash qobiliyati tufayli Pol d Pol a dan yetakchi va orqada qolgan iplar sintezini oladi. [14]: 218–219 Pol δ, POLD1 genlari bilan ifodalanadi, bu katalitik bo'linma hosil qiladi, POLD2, POLD3 va POLD4, hujayralarni ko'paytiruvchi yadro antijeni (PCNA) bilan o'zaro ta'sir qiladigan boshqa bo'linmalarni yaratadi, bu DNK qisqichi Pol ishlov berish qobiliyatiga ega bo'lish. [43] Pol POLE1, katalitik bo'linma, POLE2 va POLE3 geni bilan kodlangan. Xabar qilinishicha, Pol e ning vazifasi replikatsiya vaqtida yetakchi ipni kengaytirishdan iborat, [44] [45] Pol d birinchi navbatda orqada qolgan ipni takrorlaydi, ammo so'nggi dalillar Pol d yetakchi ipni ko'paytirishda rol o'ynashi mumkinligini ko'rsatdi. DNK ham. [46] Pol ε ning C-terminusli "polimeraza relikti" mintaqasi, polimeraza faolligi uchun keraksiz bo'lishiga qaramay, [47] hujayraning hayotiyligi uchun muhim ahamiyatga ega. C-terminali hududi anafazaga kirishdan oldin nazorat punktini ta'minlaydi, holofermaning barqarorligini ta'minlaydi va replikatsiyani boshlash uchun zarur bo'lgan oqsillarni xolofermanaga qo'shadi. [48] ​​Pol e PCNA dan mustaqil ravishda yuqori jarayonni taʼminlovchi kattaroq “xurmo” domeniga ega. [47]

Boshqa oila B polimerazalari bilan solishtirganda, o'qish uchun mas'ul bo'lgan DEDD ekzonukleazalar oilasi Pol a da faollashtirilmagan. [25] Pol unique ning o'ziga xosligi shundaki, uning ikkita sink barmoqli domeni va C-terminalida boshqa B oilasi polimerazasining faol bo'lmagan nusxasi bor. Ushbu sink barmog'ining mavjudligi eukaryotaning kelib chiqishiga ta'sir qiladi, bu holda u o'z ichiga oladi. Asgard arxaeal B3 polimeraza bo'lgan guruh. [49]

Polimerazlar ē, i va k (eta, iota va kappa) Tahrirlash

Pol η (eta), Pol í (iota) va Pol κ (kappa) - tarjima sintezi orqali DNKni tuzatishda ishtirok etuvchi va mos ravishda POLH, POLI va POLK genlari bilan kodlangan Y Y DNK polimerazalari. Y oilasi a'zolari substrat va primer uchini bog'lashda yordam beradigan beshta umumiy motifga ega va ularning barchasi o'ng qo'lning bosh barmog'i, kaft va barmoq domenlarini o'z ichiga oladi, masalan kichik barmoq (LF), polimeraza bilan bog'liq domen (PAD) yoki bilak. Faol joy, har xil shikastlanishlar tuzatilganligi sababli, oila a'zolari o'rtasida farq qiladi. Y oilasidagi polimerazalar past aniqlikdagi polimerazalardir, lekin polimeraza ta'sir qiladigan mutatsiyalar teri saratoni va Xeroderma Pigmentosum Varianti (XPS) kabi har xil kasalliklarga olib kelishi mumkinligi sababli zarardan ko'ra ko'proq foyda keltirishi isbotlangan. Ushbu polimerazalarning ahamiyati DNK polimerazasini kodlovchi gen XPV deb ataladi, chunki bu genning yo'qolishi Xeroderma Pigmentosum Variant kasalligiga olib keladi. Pol particularly ultrabinafsha nurlanishidan kelib chiqadigan DNK shikastlanishining aniq translesion sintezini ta'minlash uchun ayniqsa muhimdir. Pol κ ning funksionalligi to'liq tushunilmagan, ammo tadqiqotchilar ikkita mumkin bo'lgan funktsiyani topdilar. Pol k ma'lum DNK lezyonlarida ma'lum bazani kengaytiruvchi yoki qo'shuvchi sifatida ishlaydi. Barcha uchta translesion sintez polimerazalari, Rev1 bilan birga, to'xtab qolgan replikativ DNK polimerazalari orqali shikastlangan lezyonlarga jalb qilinadi. Tadqiqotchilar zararni tuzatishning ikkita yo'li borki, ular tanlagan yo'lning qaysi qismi shikastlanganiga, etakchi yoki orqada qolganiga bog'liq degan xulosaga keladi. [50]

Polimerazalar Rev1 va ζ (zeta) Tartibga solish

Pol z boshqa B turkumidagi polimeraza ikki bo'linma Rev3, katalitik bo'linma va Rev7 (MAD2L2) dan iborat bo'lib, polimerazaning katalitik funktsiyasini oshiradi va transleziya sintezida ishtirok etadi. Pol z 3' dan 5' gacha ekzonukleaza faolligiga ega emas, u o'ziga xos xususiyatga ega, chunki u primerlarni terminal mos kelmasligi bilan kengaytira oladi. Rev1 BRCT domeniga, ubikuitin-bog'lovchi domenga va C-terminal domeniga qiziqishning uchta mintaqasiga ega va dCMP transferaz qobiliyatiga ega, bu Pol-D va Pol rep replikativ polimerazalarini to'xtatib turadigan deoksitsitidinga qarama-qarshi lezyonlarni qo'shadi. Bu to'xtab qolgan polimerazalar ubikuitin komplekslarini faollashtiradi, bu esa o'z navbatida replikatsiya polimerazalarini ajratadi va Pol ζ va Rev1 ni jalb qiladi. Pol z va Rev1 birgalikda deoksisitidin qo'shadi va Pol z lezyondan o'tib ketadi. Hali noma'lum jarayon orqali Pol z disassotsiatsiyalanadi va replikatsiya polimerazalari qayta assotsiatsiyalanadi va replikatsiyani davom ettiradi. Pol ζ va Rev1 replikatsiya uchun kerak emas, lekin kurtakli xamirturushda REV3 genining yo'qolishi replikatsiya polimerazalari to'xtab qolgan replikatsiya vilkalari qulashi oqibatida DNKga zarar etkazuvchi vositalarga sezuvchanlikni oshirishi mumkin. [51]

Telomerazani tahrirlash

Telomeraza - bu chiziqli xromosomalarning uchlarini ko'paytirish funktsiyasini bajaradigan ribonukleoprotein, chunki oddiy DNK polimeraza uchlarini yoki telomerlarni takrorlay olmaydi. Ikki zanjirli xromosomaning 5'-TTAGGG-3' ketma-ketligiga ega bo'lgan bir ipli 3' o'simtasi telomerazani jalb qiladi. Telomeraza boshqa DNK polimerazalari kabi 3 -uchini uzaytiradi, lekin boshqa DNK polimerazalaridan farqli o'laroq, telomeraza shablonni talab qilmaydi. TERT sub birligi, teskari transkriptaza misoli, telomerazaning xromosoma uchlarining 3' uchini kengaytirishga imkon beruvchi primer-shablon birikmasini hosil qilish uchun RNK bo'linmasidan foydalanadi. Hayot davomida ko'p takrorlanishlar natijasida telomerlar hajmining asta -sekin kamayishi qarishning ta'siri bilan bog'liq deb hisoblashadi. [14]: 248–249

Polimerazlar g, th va n (gamma, teta va nu) Tahrirlash

Pol γ (gamma), Pol θ (teta) va Pol ν (nu) - A oilaviy polimerazalar. POLG geni bilan kodlangan Pol γ uzoq vaqt davomida yagona mitoxondriyal polimeraza deb hisoblangan. Biroq, so'nggi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, hech bo'lmaganda Pol b (beta), Family X polimeraza mitoxondriyada ham mavjud. [52] [53] Cheklangan yoki ishlamaydigan Pol g ga olib keladigan har qanday mutatsiya mtDNKga sezilarli ta'sir ko'rsatadi va autosomal irsiy mitoxondriyal kasalliklarning eng keng tarqalgan sababidir. [54] Pol g C-terminali polimeraza domeni va N-terminus 3'–5' eksonukleaza domenini o'z ichiga oladi, ular qo'shimcha bo'linmani bog'laydigan bog'lovchi hudud orqali bog'lanadi. Qo'shimcha bo'linma DNKni bog'laydi va Pol g ni qayta ishlash uchun zarurdir. A467T bog'lovchi hududidagi mutatsion nuqta Pol bilan bog'liq mitoxondriyal buzilishlarning uchdan biridan ko'prog'iga javobgardir. [55] POLQ geni bilan kodlangan Pol θ ning ko'plab homologlari eukaryotlarda topilgan bo'lsa -da, uning vazifasi aniq tushunilmagan. C-terminalidagi aminokislotalar ketma-ketligi Pol θ ni A A polimeraza deb tasniflaydi, garchi Pol for uchun xato darajasi Y oilasi polimerazalari bilan chambarchas bog'liq. Polθ mos kelmagan primer termini uzaytiradi va nukleotid qo'shib, abasik joylarni chetlab o'tishi mumkin. Shuningdek, u polimeraza sohasida deoksiribofosfodiesteraza (dRPaz) faolligiga ega va ssDNKga yaqin joyda ATPaz faolligini ko'rsatishi mumkin. [56] Pol n (nu) polimeraza fermentlarining eng kam samaralisi hisoblanadi. [57] Shu bilan birga, DNK polimeraza nu o'zaro bog'lanishlarga uyali javoblar paytida gomologiyani tiklashda faol rol o'ynaydi va bu o'z rolini helikaza bilan kompleksda bajaradi. [57]

O'simliklar mitoxrondrial va plastid genomlarini nusxalash uchun ikkita oila A polimerazalaridan foydalanadilar. Ular mamallian Pol to ga qaraganda bakterial Pol I ga o'xshaydi. [58]

Teskari transkriptaza tahriri

Retroviruslar RNK shablonidan DNKni sintezlaydigan RNKga bog'liq DNK polimeraza (RdDp) bo'lgan teskari transkriptaza deb nomlangan g'ayrioddiy DNK polimerazasini kodlaydi. Teskari transkriptazlar oilasida DNK polimeraza funktsiyasi ham, DNK bilan bog'langan RNK bazasini parchalaydigan RNase H funktsiyasi ham mavjud. Retrovirusga misol - OIV. [14]: teskari transkriptaza odatda tadqiqot maqsadlarida RNKni kuchaytirishda ishlatiladi. RNK shablonidan foydalanib, PCR teskari transkriptazadan foydalanishi va DNK shablonini yaratishi mumkin. Bu yangi DNK shabloni odatdagi PCR amplifikatsiyasi uchun ishlatilishi mumkin. Bunday eksperimentning mahsulotlari shunday qilib RNK dan kuchaytirilgan PCR mahsulotlari hisoblanadi. [9]

Har bir OIV retrovirus zarrachasi ikkita RNK genomini o'z ichiga oladi, ammo infektsiyadan so'ng har bir virus faqat bitta provirus hosil qiladi. [59] INFEKTSION so'ng, teskari transkripsiya ikkita genom nusxalari o'rtasida shablonni almashtirish bilan birga keladi (nusxa tanlash rekombinatsiyasi). [59] Har bir replikatsiya tsiklida har bir genom uchun 5 dan 14 gacha rekombinatsiya hodisalari ro'y beradi. [60] Shablonni almashtirish (rekombinatsiya) genom yaxlitligini saqlash va shikastlangan genomlarni qutqarish uchun ta'mirlash mexanizmi sifatida zarur ko'rinadi. [61] [59]

Bakteriofag T4 DNK polimeraza tahriri

Bakteriofag (fag) T4 DNK sintezini 5 dan 3 gacha yo'nalishda katalizlaydigan DNK polimerazasini kodlaydi. [62] Fag polimeraza 3 dan 5 gacha yo'nalishda harakat qiladigan eksonukleaz faolligiga ham ega [63] va bu faollik yangi kiritilgan bazalarni tuzatish va tahrirlashda ishlatiladi. [64] Harorat sezgir DNK-polimerazali fag mutanti, ruxsat etilgan haroratda o'stirilganda, yovvoyi fagiga qaraganda ikki baravar yuqori chastotalarda rekombinatsiyaga uchragan. [65]

DNK -polimeraza fagining mutatsion o'zgarishi replikatsiya paytida shablonlar almashinuvini (nusxa tanlash rekombinatsiyasi) rag'batlantirishi mumkin edi. [65]


An'anaviy DNK polimerazalari bilan bog'liq muammolar

PCRda qo'llaniladigan an'anaviy DNK polimerazalari odatda past ishlov berish qobiliyatiga ega va har bir bog'lanish hodisasida faqat bir nechta nukleotidlarni o'z ichiga oladi. Buning sababi shundaki, ularda ko'pincha polimeraza ishlov berish omillari yo'q, natijada:

  • 1 kb DNK shablonini kuchaytirish uchun bir daqiqa yoki undan ko'proq vaqt talab qilinadi,
  • 4-5 kb dan ortiq amplikonlarni kuchaytira olmaslik,
  • DNK namunalarida etanol, EDTA yoki boshqa omillar kabi inhibitorlar ta'sirida.

PCR fermentlarining past ishlov berish qobiliyati PCR samaradorligini cheklovchi omil bo'lishi mumkin. Shu sababli, DNK polimeraza jarayonining faolligi PCR ishini yaxshilash va yangi dasturlarni ishga tushirishda muhim ahamiyatga ega.


DNK polimerazalari

DNKning genomik ketma -ketligiga kiritilgan ma'lumotlarni saqlash hayot uchun zarurdir. DNK polimerazalari genetik yaxlitlikni saqlaydigan murakkab jarayonlarda muhim rol o'ynaydi. Ularning vazifalaridan tashqari in vivo, DNK polimerazalari polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PCR), cDNA klonlash, genom sekanslanishi, nuklein kislotalarga asoslangan diagnostika va qadimiy va boshqa shikastlangan DNKni tahlil qilish kabi ko'plab biotexnologiyada qo'llaniladigan ishchi kuchlardir. Bundan tashqari, ba'zi kasalliklar DNK polimeraza nuqsonlari bilan bog'liq va DNK polimerazalarini inhibe qilish orqali kimyoterapiya OIV, Herpes va Gepatit B va C infektsiyalariga qarshi kurashda qo'llaniladi. Yaqinda biz viruslar, bakteriyalar, arxeya va eukaryotlarda fiziologik funktsiyalari endigina tushunila boshlagan maxsus xususiyatlarga ega bo'lgan yangi DNK polimerazalarining ko'pligi topilganiga guvoh bo'ldik. Bu kitobda bu ajoyib fermentlar haqidagi bilimlar umumlashtirilgan. U asosiy olimlardan tortib diagnostika laboratoriyalari va ushbu ajoyib fermentlarni yaxshiroq tushunishga intilayotgan klinisyenlargacha keng auditoriya uchun mo'ljallangan.


2-qism: Xromosomali DNK replikatsiyasining mexanizmlari: DNK replikatsiyasining boshlanishi

00: 00: 0809 Salom. Mening ismim Stiv Bell,
00:00:0915 va men MITda biologiya professoriman
00: 00: 1123 va Govard Xyuz tibbiyot instituti tergovchisi.
00: 00: 1422 Va hozir sizga aytmoqchi bo'lgan narsam
00: 00: 1612 - boshqaruv mexanizmlari
00:00:2019 xromosomalarda DNK replikatsiyasining boshlanishi.
00: 00: 2210 Bu mening oldingi muhokamamning davomi
Replikatsiya vilkasida sodir bo'ladigan voqealardan 00: 00: 2528.
00: 00: 3201 Endi bu jarayon ikkita asosiy hodisani o'z ichiga oladi.
00:00:3319 Birinchidan, DNKning bir qismini bo'shating
00: 00: 3703-bitta torli shablonlarni tayyorlash
00: 00: 3911 nashrni yig'ish uchun.
00: 00: 4028 Va ikkinchidan, sizga kerak
00: 00: 4300, nashrning ikki nusxasini yig'ing,
00:00:4426 chunki barcha genomik
00: 00: 4805 yoki replikatsiyaning xromosoma kelib chiqishi
00: 00: 4924 ikki tomonlama DNK replikatsiyasini boshlaydi,
00: 00: 5300 ular degan ma'noni anglatadi.
00: 00: 5406 yig'ilgan nashrlar
00: 00: 5707 ikki tomonga uzoqlashing
00: 00: 5923 replikatsiya boshlang'ich saytidan.
00:01:0116 Shunday qilib, DNK replikatsiyasining boshlang'ich joylari
00: 01: 0304 replikatsiya kelib chiqishi deb ataladi.
00: 01: 0613 va bu erda birinchi bitta torli DNK hosil bo'ladi
00:01:0808 va birinchi DNK sintezi qaerda sodir bo'ladi.
00:01:0923 Ular turli xil samaradorlik bilan yonishi mumkin,
00: 01: 1307, bu hujayralar bo'linishining foizi sifatida belgilanadi
00: 01: 1528, unda kelib chiqishi DNK replikatsiyasini boshlaydi.
00:01:1900 Ba'zi kelib chiqishi yuqori samaradorlikka ega,
00: 01: 2125 boshqalar pastroq,
00: 01: 2306 va men sizga bu haqda birozdan keyin aytib beraman.
00: 01: 2516 Endi replikatsiya qilingan barcha DNK
00:01:2804 hosil bo'lgan ikkita replizoma tomonidan
Replikatsiyaning har bir kelib chiqishida 00: 01: 2928.
00: 01: 3117 va eslatma
00: 01: 3313 barcha xromosoma kelib chiqishi ikki tomonlama.
00:01:3505 DNK replikon deb ataladi.
00: 01: 3721 Va bu 1963 yilda taklif qilingan modeldan kelib chiqadi
00: 01: 4025 - Yoqub, Brenner va Kuzin
Boshlanish mexanizmi uchun 00: 01: 4218
00:01:4501 bakterial replikatsiya.
00:01:4704 Bu juda oddiy model.
00: 01: 4824 Ular faqat ikkita komponentni taklif qilishdi:
00: 01: 5017 replikator va tashabbuskor.
00: 01: 5221 Replikator - bu DNK ketma -ketligi
00: 01: 5520 DNK replikatsiyasini boshlash uchun kerak.
00:01:5807 Boshlovchi oqsildir
00:02:0021 replikatorga ulanishi taklif qilingan
00:02:0224 va DNK replikatsiyasining boshlanishini ishga tushiring.
00: 02: 0624 Endi replikator,
00:02:0906 Garchi u odatda replikatsiyaning kelib chiqishi bilan bir-biriga mos kelsa ham,
00:02:1024 bu bir xil emas,
00: 02: 1225 va buning o'rniga hamma ketma -ketliklar
00: 02: 1512 talab qilinadi.
00:02:1611 Va buni tushunish ba'zan biroz qiyin,
00: 02: 1810, lekin transkripsiya haqida o'ylang.
00:02:2027 bu erda promouter barcha ketma-ketliklardir
00: 02: 2329 transkripsiya boshlanishini to'g'ri tartibga solish uchun zarur
00: 02: 2707 genidan,
00: 02: 2818, lekin transkripsiya boshlanadigan sayt
00:02:3008 - bu juda aniq ketma-ketlik
00: 02: 3211, bunda boshlash aslida sodir bo'ladi.
00: 02: 3406 Shu o'xshashlikda,
00: 02: 3524 promouter replikatorga teng,
00: 02: 3805 va transkripsiya boshlanadigan sayt
00:02:3922 replikatsiyaning kelib chiqishiga teng.
00: 02: 4308 Shunday qilib, kelib chiqishi shunday
00: 02: 4720 va replikatorlar qanday.
00: 02: 4915 ular xromosomalar bo'ylab qanday taqsimlangan?
00: 02: 5112 Shunday qilib, E. colida,
00:02:5500 Ajablanarli emas, bu erda replikatsiyaning yagona kelib chiqishi bor,
00: 02: 5613 kelib chiqishi 100% samarali.
00: 02: 5822 Agar kelib chiqishi yonmasa,
00: 03: 0018 bu ikkita qiz hujayradan birini anglatadi
00:03:0202 butun xromosoma olinmaydi.
00: 03: 0513 Bu eukaryotik hujayralarda farq qiladi,
00:03:0713 qaerda ko'p, ko'p kelib chiqishi bor.
00: 03: 0903 Topilgan narsa shundaki, ko'pchilik kelib chiqishi
00: 03: 1110 vaqtni 100% boshlamaydi,
00: 03: 1307, lekin hech narsa emas,
00: 03: 1501, chunki ular boshlanmasa,
00: 03: 1624 replikatsiya har ikki tomonda
00: 03: 1901 mintaqada takrorlanadi
00:03:2029 ular aks holda takrorlangan bo'lardi,
00: 03: 2300, chunki ortiqcha replikatsiya imkoniyatlari juda ko'p.
00: 03: 2629 Shuni ta'kidlash kerakki
00:03:2826 boshlamaydigan har qanday kelib chiqish
00: 03: 3011, lekin takrorlanadi
00:03:3123 faollashtirilmagan.
00: 03: 3308 Shunday qilib, sizda hech qachon boshlang'ich tashabbusi yo'q
00: 03: 3512 qo'shni vilkalar bilan takrorlangandan keyin.
00:03:3817 Endi eukaryotik replikatsiyaning yana bir qiziqarli xususiyati
00: 03: 4200 - bu kelib chiqishi boshlanganda
00: 03: 4506 har xil kelib chiqishi uchun xarakterlidir.
00: 03: 4612 Ba'zilar hujayra tsiklining S bosqichida erta boshlaydilar,
00: 03: 4929 - eukaryotik hujayra tsiklidagi vaqt
00: 03: 5221 DNK replikatsiyasi sodir bo'lganda,
00: 03: 5420 boshqalar o'rtada takrorlanadi,
00: 03: 5600 va boshqalar S bosqichining oxirida takrorlanadi.
00: 03: 5824 va bu birinchi navbatda noaniq
00: 04: 0203 nima uchun buni tarqatmoqchisiz?
00:04:0316 Nima uchun hamma narsani bir vaqtning o'zida takrorlamaysiz?
00:04:0522 Ammo haqiqat haqida o'ylaganingizda, bu aniqroq bo'ladi
00: 04: 0829, ba'zida siz DNKga zarar etkazasiz
00:04:1109 -- bu sodir bo'lishi mumkin
00: 04: 1307 atrofingizdagi keskin o'zgarish -
00:04:1707 va agar shunday qilsangiz va ikkita vilkani to'xtatsangiz,
00:04:1900 va ular aralashgan DNKni takrorlamadilar,
00: 04: 2228 bu vaziyatdan qutulishning yagona yo'li
00: 04: 2510 - replikatsiyani boshlash
00: 04: 2709, bu ikkita vilkalar o'rtasida
00: 04: 2825 va ikkita yangi nashrni yarating
00: 04: 3011 bu bo'shliqni to'ldirishi mumkin.
00:04:3126 Va kelib chiqishining kichik to'plamini zaxiralash orqali
00: 04: 3410 S bosqichida kech boshlash uchun,
00:04:3610 siz ehtimollikni oshirasiz
00:04:3826 bo'shliqni tuzatishingiz mumkin
00:04:4027 bu qandaydir DNK shikastlanishi tufayli yuzaga keladi
00: 04: 4225 va replikatsiya vilkalarini to'xtatish.
00: 04: 4526 Xo'sh?
00:04:4724 Shunday qilib, biz kelib chiqishi haqida gaplashdik,
00:04:5024 keling, boshlash qanday sodir bo'lishi haqida gapiraylik?
00:04:5210 Shunday qilib, biz bakteriyalarda DNK replikatsiyasining boshlanishi bilan boshlaymiz.
00:04:5501 Demak, bu replikatsiyaning E. coli kelib chiqishining tasviri.
00: 04: 5913 5 nusxada
00:05:0123 9-mer deb ataladigan takrorlashlar,
00: 05: 0304 - bu majburiy saytlar
00:05:0508 bakterial qo'zg'atuvchi oqsil uchun,
00: 05: 0621, bu DnaA deb nomlanadi,
00:05:0814 va 13-mer takrorining 3 nusxasi,
00: 05: 1103-bu ATga boy,
00:05:1226 DNK ketma-ketligini osongina ochish.
00: 05: 1526 Endi, DNA mavjud bo'lganda,
00:05:2014, bu. va hujayrada faol,
00:05:2200 va bu juda tartibga solingan qadamdir
00: 05: 2403 bakterial hujayralarda,
00:05:2624 u 9-mer sequences bilan bog'lanadi.
00: 05: 3110 Bu burilish vintni hosil qiladi,
00: 05: 3414, DNKni buzadi.
00: 05: 3619 bog'langan DNKni keltirib chiqaradi
00:05:3913 ijobiy o'ta kuchlilikka ega bo'lish,
00:05:4028 va qo'shni DNK, kompensatsion tarzda,
00:05:4428 salbiy o'ta barqarorlikni hosil qiladi,
00: 05: 4615, bu dam olishni afzal ko'radi
00: 05: 4906 qo'shni 13-mer viloyatlari.
00: 05: 5126 Qizig'i shundaki,
00: 05: 5320 bu filamanni tashkil etuvchi DNA
00: 05: 5519 bu filamanni kengaytirishi mumkin
00:05:5724 bitta ipli DNKni bog'lash orqali
00:05:5918 ikki zanjirli DNKdan ko'ra,
00:06:0123 Garchi u buni faqat yuqori ipda qilsa ham,
00: 06: 0408 bu erda ko'rsatilganidek,
00: 06: 0603 ikkala ipda ham emas.
00: 06: 0807 Endi, bu vaqtda,
00: 06: 1003 biz bitta muhim voqeani bajardik.
00:06:1108 bu DNKni kelib chiqishida ochish uchun,
00:06:1329 lekin bizda etishmayotgani aniq
00: 06: 1528 qolgan mashinalarning ko'p qismi,
00:06:1713 va biz replikatsiyani boshlashimiz kerak bo'lgan keyingi narsa
00: 06: 2020 - replikativ helikazani yuklash.
00: 06: 2301 DnaB helikazasi bilan,
00: 06: 2507 replikativ helikaz.
00:06:2626 Endi u o'z-o'zidan kelib chiqishiga etib bormasligi ma'lum bo'ldi.
00: 06: 3029 u boshqa protein - DnaC bilan bog'langan.
00: 06: 3300-bu vertolyot yuklagich.
00: 06: 3504 va u juda ko'p muhim xususiyatlarga ega
00: 06: 3709, bu DNKga helikazani yuklash uchun ideal qiladi.
00:06:4122 Shunday qilib, bitta xususiyat DnaC DnaB bilan bog'langanda,
00: 06: 4604 u vertolyot faolligini o'chiradi.
00: 06: 4710 uning genomning kelib chiqmagan hududlarida harakat qilishiga to'sqinlik qiladi.
00: 06: 5119 Ikkinchidan, DnaC DnaB halqasini keltirib chiqaradi
00:06:5513 yorilish, shunday qilib ochish
00:06:5817 sig'adigan joy etarli
00: 07: 0102 bitta torli DNK
00: 07: 0403 ga kirishi uchun
00:07:0529 hexamerik halqa tuzilishining markaziy kanali.
00:07:1009 Uchinchi muhim xususiyat - bu
00: 07: 1221 DnaC ning DnaA ga yaqinligi bor,
00: 07: 1508, u DnaB-C kompleksini ishga oladi
00: 07: 1816, bitta ipli DNK
00:07:2023 va hozirga ruxsat beradi
00: 07: 2317 DNKni o'rab oladi,
00: 07: 2504, shunday qilib bog'laydi, hozir ham shunday bo'ladi
00: 07: 2705 bitta torli DNKni o'rab oladi.
00:07:2904 Endi, eng muhimi,
00: 07: 3100 nafaqat DnaB-C kompleksi
00: 07: 3305 yuqori chiziqqa yuk
00: 07: 3513, u bilan bog'liq DnaA,
00: 07: 3716, lekin u ham pastki chiziqqa yuklangan,
00: 07: 3908, lekin teskari yo'nalishda,
00: 07: 4026, shunda u replikatsiyani qoldiradi.
00:07:4314 teskari yo'nalishdagi kelib chiqishi.
00:07:4603 Shunday qilib, siz buni tepada ko'rishingiz mumkin
00: 07: 4802 chapga siljiydi,
00:07:4919 pastki qismida u o'ngga siljiydi.
00: 07: 5304 Endi biz batafsil tushunmayapmiz
00: 07: 5508, ikkinchi DnaB-C kompleksi qanday yollangan,
00: 07: 5808, garchi buni taxmin qiladigan nazariyalar mavjud
00: 08: 0026 DnaA, shuningdek, DnaB ga yaqinligi bor,
00:08:0411 bu shovqindan foydalanishi mumkin
00:08:0617 ikkinchi B-C kompleksini ishga olish
00: 08: 0805 qarama -qarshi yo'nalishda.
00: 08: 1025 Endi, bu vaqtda,
00:08:1203 BC kompleksi faol emasligini eslaysiz,
00: 08: 1505, shuning uchun vertolyot hali faol emas.
00: 08: 1725 Shunga qaramay, siz buni eslaysiz
00: 08: 2105 DNK primazasining o'zaro ta'siri
00:08:2302 va spiral
00: 08: 2418 primazani yangi primerlarni sintez qilishga undaydi.
00:08:2702 va bu jarayonning keyingi bosqichi.
00:08:2911 DNK primazasi ishga tushirildi,
00:08:3202 spiral bilan bog'lanadi,
00: 08: 3318 va astar sintez qiladi,
00: 08: 3520 va bu jarayon haqida
00: 08: 3800 DnaC bo'linmalarining chiqarilishiga olib keladi.
00: 08: 4025 Yana, biz buni batafsil tushunmayapmiz,
00: 08: 4304, lekin bu aniq qadam,
00: 08: 4507 va hozir sizda faol vertolyotlar bor,
00:08:4708 o'ngga va chapga harakatlanishi mumkin
00:08:5007 - yuqoridan chapga, pastdan o'ngga --
00: 08: 5214 ko'proq DNKni bo'shatish uchun,
00: 08: 5409, shunda siz bo'shashmagan hududni olasiz.
00: 08: 5721 Endi bizda ikkita astar-shablon birikmasi mavjud
00: 09: 0111, uni DNK polimeraza III holofermenti tan olishi mumkin,
00: 09: 0406 yuk ko'taruvchi qisqichlar,
00: 09: 0617 va keyin toymasin qisqichlarni tanib olish mumkin
00: 09: 0807 uchta DNK polimeraza III fermentlaridan biri.
00:09:1206 Keyin u etakchi strand sintezini boshlaydi.
00:09:1514 Keyin, yaqinlik bilan belgilanadigan darajada
00: 09: 1822 - helikaza va primaza o'rtasida,
00: 09: 2020 ikkinchi primer sintez qilinadi.
00: 09: 2223 Buni qisqich yuklagich tan oladi
00: 09: 2428 va ikkinchi polimeraza bo'linmasi,
00:09:2707 va keyin siz boshladingiz
00:09:2913 yetakchi va orqada qolgan strand sintezi,
00:09:3116 va bu, albatta, boshlang'ich nuqtasi
00:09:3306 biz funktsiya nuqtai nazaridan muhokama qildik
00:09:3524 cho'zilish paytida replizoma,
00: 09: 3723 shuning uchun siz bu erda nima bo'lishini bilasiz.
00: 09: 4015 Endi, men bir nechta fikrlarni aytmoqchiman
00: 09: 4307 bu vaqtda.
00:09:4403 Siz faqat bitta borligini ta'kidlaysiz
00: 09: 4722 bu jarayonda ishtirok etadigan ketma-ketlikdagi DNK bilan bog'lovchi oqsil.
00:09:4909 Jarayonning aksariyati boshqariladi
00: 09: 5209-oqsil-oqsil o'zaro ta'sirida
00: 09: 5418 yoki aniq bo'lmagan
00: 09: 5629 yoki tuzilishga xos oqsil-DNK o'zaro ta'siri.
00:09:5905 Masalan,
00: 10: 0107 primer-shablonli birikmaning tan olinishi
00:10:0229 - bu o'ziga xos bo'lmagan ketma-ketlik,
00: 10: 0419, lekin ma'lum bir tuzilish uchun juda aniq.
00: 10: 0800 3 'OH mavjud bo'lgan primer
00: 10: 1118 va qo'shni bitta torli mintaqa
00:10:1324 DNK polimeraza bilan shug'ullanish uchun.
00: 10: 1707 Xo'sh?
00:10:1808 Va bu primaz uchun ham to'g'ri
00:10:2006 spiral bilan o'zaro ta'sir qilish
00: 10: 2203 va DNK polimeraza III holofermenti
00:10:2419 spiral bilan ham o'zaro ta'sir qilish.
00:10:2707 Demak, bu tomonidan qurilgan emas
00: 10: 2917 ketma-ketlikdagi o'zaro ta'sirlar ketma-ketligi,
00:10:3113 lekin bir qator tomonidan
00:10:3324 oqsil-oqsilga xos shovqinlar
00: 10: 3515 yoki tuzilishga xos o'zaro ta'sirlar.
00: 10: 3827 Xo'sh, bu bakteriyalarning boshlanishi.
00: 10: 4108 Men hozir diqqatimni qaratmoqchiman.
00:10:4323 eukaryotik hujayralarda boshlanishi,
00: 10: 4604 - bu ancha murakkab.
00: 10: 4928 Demak, bu voqealarning umumiy ko'rinishi
00: 10: 5216 eukaryotik DNK replikatsiyasi,
00:10:5407 va men birinchi navbatda umumiy ko'rinishni muhokama qilmoqchiman,
00: 10: 5608, keyin tasvirlab beraman
00: 10: 5810, bu hodisalar qanday tartibga solinadi,
00: 11: 0003 va keyin men sizni batafsil qadamlar bilan ko'rsataman
00: 11: 0218.
00:11:0505 Shunday qilib, bu jarayondagi birinchi qadam
00: 11: 0710 hujayra tsiklining S bosqichida sodir bo'lmaydi,
00: 11: 0829 DNK sintezi sodir bo'lganda,
00: 11: 1021, lekin hujayra tsiklining G1 bosqichida,
00: 11: 1311, shuning uchun replikatsiyaga tayyorgarlik boshlanadi
00: 11: 1529 har qanday nukleotid qo'shilishidan ancha oldin
00: 11: 1901 har qanday DNK zanjiriga.
00:11:2127 G1 da spiral yuklash jarayonida,
00: 11: 2604 replikativ helikaz, bu Mcm2-7 kompleksi,
00: 11: 2901 har bir kelib chiqish joyida DNK atrofida to'plangan.
00:11:3300 Aslida, bu hujayralardagi barcha potentsial kelib chiqishini belgilaydi
00:11:3701 va tez-tez kelib chiqish litsenziyasi deb ataladi
00: 11: 3911 yoki ba'zida replikatsiyadan oldingi kompleks shakllanishi.
00: 11: 4313 Buning uchun uchta qo'shimcha oqsil kerak.
00:11:4725 Helikasedan tashqari,
00: 11: 4910 kelib chiqishni aniqlash kompleksi,
00: 11: 5120 Cdc6,
00: 11: 5305 va Cdt1,
00:11:5501 va men bir necha daqiqadan so'ng ular haqida ko'p narsalarni aytaman.
00: 11: 5817 Hujayralar G1 fazasidan ketganda
00: 12: 0104 hujayra tsiklining S fazasiga,
00: 12: 0224 ikkita kinazaning harakati,
00:12:0503 S fazasi siklinga bog'liq kinaz,
00: 12: 0701 va Dbf4 ga bog'liq kinaz yoki DDK,
00: 12: 1021 turli xil oqsillarning to'planishiga olib keladi
00: 12: 1328 yuklangan replikativ helikazaga,
00:12:1628 chunki men sizga aytmagan narsa bu
00:12:1923 dastlab yuklanganda
00: 12: 2114-uning atrofida ikkita torli DNK joylashgan
00: 12: 2311 va u umuman harakatsiz, to'g'rimi?
00: 12: 2526 Demak, o'sha paytda uning faol emasligi muhim
00: 12: 2720 va buning sababini ko'rasiz.
00:12:2828 Endi, bu bog'langan oqsillar
00:12:3029 Men oldin muhokama qilgan ikkita oqsilni o'z ichiga oladi,
00:12:3315 Cdc45 va GINS,
00: 12: 3527 va ular birlashadilar
00:12:3818 spiralni faollashtirish uchun va
00:12:4104 faol replikativ spiral hosil qiladi,
00: 12: 4223 CMG kompleksi.
00: 12: 4404 Endi bitta torli DNK
00:12:4612 shu nuqtada shakllangan
00: 12: 4802, qolgan DNK sintetik mashinalarini yollashga imkon beradi
00:12:5100 va ikki tomonlama replizomalar juftligini yig'ish.
00: 12: 5504 Endi bu jarayonda nima muhim
00: 12: 5629 - bu vertolyotni yuklash bosqichi
00: 12: 5917 helikazani faollashtirish bosqichidan ajratilgan.
00:13:0220 Va bu biri uchun juda muhim
00: 13: 0427 eukaryotik DNK replikatsiyasining juda muhim atributi,
00: 13: 0727, ya'ni genom takrorlanadi
00: 13: 1009 hujayra tsiklida aynan bir marta.
00: 13: 1216 Siz hech qachon kelib chiqishni boshlashini xohlamaysiz
00:13:1424 hujayra siklida bir necha marta.
00:13:1622 Shunday qilib, men hujayra buni qanday ta'minlashi haqida gapirmoqchiman
00: 13: 1910 keyingi slaydlar ustida.
00: 13: 2112 Shunday qilib, hujayra tsiklining G1 bosqichida,
00: 13: 2313 past darajadagi ferment mavjud
00: 13: 2619 siklinga bog'liq kinaz deb ataladi.
00:13:2819 Bu asosiy ferment
00: 13: 3021, bu hujayra tsiklining rivojlanishini boshqaradi.
00: 13: 3203 G1 paytida faqat
00: 13: 3420 G1 siklinga bog'liq kinazalar
00:13:3607 -- S fazali siklinga bog'liq kinazlar yo'q --
00: 13: 3815 va umuman ularning faolligi ancha past.
00: 13: 4107 Bunday sharoitda,
00:13:4318 siz yangi replikativ spirallarni yig'ishingiz yoki yuklashingiz mumkin
00: 13: 4619 replikatsiya boshlanishida,
00: 13: 4800, lekin siz ularni faollashtira olmaysiz, chunki,
00: 13: 5005, oldingi slaydda aytganimdek,
00: 13: 5122 buning uchun sizga S fazali CDK faolligi kerak.
00:13:5522 Hujayra siklining S fazasiga o'tganingizda,
00:14:0001 S fazali CDKlar,
00: 14: 0128 va umuman CDKlar,
00: 14: 0314 ancha vakili bo'lib,
00: 14: 0523 ancha yuqori faollik,
00:14:0705 va ularning ikkita oqibati bor.
00: 14: 0902 Biri ular
00: 14: 1217 har qanday yuklangan vertolyotlarni ishga tushiradi.
00:14:1518 Men oldingi slaydda tasvirlaganimdek.
00:14:1729 Ikkinchi muhim oqibat
00: 14: 1927 - ular ham nishonga olishgan
00: 14: 2212 to'rtta oqsildan uchtasi
00: 14: 2421 vertolyot yuklashga jalb qilingan
00:14:2624 -- Mcm2-7 kompleksi, ORC va Cdc6 --
00:14:3113 va bu fosforlanish hodisalarining har biri
00: 14: 3327 helikaz yuklanishiga to'sqinlik qiladi.
00:14:3606 Men buni bir lahzada batafsil tasvirlab beraman,
00: 14: 3813, lekin avval bu tizimning mantig'ini tushuntirib beray.
00: 14: 4121 Demak, siz buni tizimda ko'rishingiz mumkin
00:14:4329 G1 paytida faqat bitta imkoniyat bor,
00:14:4525 hujayra siklida replikativ spiralni yuklash,
00: 14: 4817 va faqat bitta imkoniyat bor,
S bosqichida 00: 14: 5014, odatda,
00: 14: 5202, lekin butun davr S, G2 va M dan,
00:14:5426 bu erda siz aslida spiralni faollashtirishingiz mumkin.
00: 14: 5700 Amalda, bularning barchasi S fazasida sodir bo'ladi
00: 15: 0005 turli sabablarga ko'ra men kirmayman,
00:15:0227 lekin bu nimani anglatadi
00: 15: 0510 siz asosan replikatsiyani faqat kelib chiqishidan boshlashingiz mumkin
00:15:0800 har bir hujayra siklida bir marta.
00: 15: 0928 Va bu tizim siznikidan ko'ra yaxshiroq ishlaydi
00: 15: 1118 10 ta kelib chiqishi, 1000 ta kelib chiqishi yoki 30000 ta kelib chiqishi.
00: 15: 1505 Bir xil darajada yaxshi ishlaydi.
00: 15: 1704 Shunday qilib, u sig'dira oladi
00:15:1909 ko'p turli xil genom o'lchamlari.
00: 15: 2110 Endi nima bo'layotganiga hayron bo'lishingiz mumkin
00:15:2313 G1-S va M-G1 o'tishlarida.
00: 15: 2613 Bu haqiqatan ham xavfli davr
00:15:2815 siz spiral yuklashni to'xtatmoqchi bo'lgan joyda
00: 15: 3100 helikazani faollashtirishni boshlashdan oldin.
00: 15: 3226 Agar asta -sekin o'tish bo'lsa,
00: 15: 3428 sizda qisqa muddat bo'lishi mumkin
00:15:3628 bu erda ikkalasi bir vaqtning o'zida sodir bo'lishi mumkin,
00:15:3815 va bu takroriy replikatsiya sodir bo'lishiga imkon berishi mumkin.
00:15:4111 Biroq, bu hujayra aylanishiga aylanadi
00:15:4316 mexanizmlar bilan chiqdi,
00:15:4525 va men bularni batafsil ko'rib chiqmayman,
00:15:4712 bu spiral yuklashni o'chiradi
00: 15: 4914, helikaz faollashtirishni yoqishdan oldin
00: 15: 5200 G1-S o'tishida,
00:15:5325 va shunga o'xshash siz faollashtirishni o'chirib qo'yasiz
00:15:5613 helicase yuklashni yoqishdan oldin
00:15:5929 M-G1 o'tishda.
00:16:0113 Shunday qilib, ushbu asosiy o'tishlarning har birida,
00: 16: 0310 sizda kichik deraza bor
00: 16: 0526, bu erda ularning hech biri bo'lmaydi.
00: 16: 0729 Xo'sh?
00:16:0927 Va shuni ta'kidlashim kerakki, bu o'tish
00: 16: 1122 da M dan G1 gacha
00: 16: 1322 - aynan shu erda hujayra bo'linishi sodir bo'ladi.
00: 16: 1510, endi siz jarayonni qayta boshlashingiz mumkin,
00:16:1817 chunki sizda ikkita hujayra bor,
00: 16: 2004, ularning har biri to'liq to'ldiruvchiga ega
00:16:2213 undagi genom
00:16:2406 va yangi davra boshlashga tayyor
00:16:2626 hujayra bo'linishi va shuning uchun DNK sintezi.
00: 16: 3019 Endi, S CDK qanday ishlaydi
00: 16: 3305 helikaza yuklaydigan oqsillarni boshqaradimi?
00:16:3501 Biz bilamizki, S. cerevisiae tomurcuklanma xamirturushida eng yaxshisi,
00:16:3724 Biz buni bilamiz, masalan,
00: 16: 4006 siklin-CDKlar Mcm oqsillarini fosforillaydi,
00:16:4305 bu ularni bo'lishiga olib keladi
00: 16: 4517 yadrodan chiqariladi.
00:16:4700 Endi bu sizni chalkashtirib yuborishi mumkin
00: 16: 4826, chunki Mcm oqsillari ko'p
00: 16: 5128 DNKga yuklangan
00: 16: 5315, siz yadrodan chiqishni xohlamaysiz.
00: 16: 5513 va bu erda muhim nuqta
00: 16: 5703 faqat DNK bilan bog'liq bo'lmagan Mcms
00: 17: 0011 eksport qilinadi.
00:17:0203 Shunday qilib, ular o'z vazifalarini bajarishlari bilanoq,
00: 17: 0316 ular sitoplazmasiga eksport qilinadi.
00:17:0423 lekin agar ular kelib chiqishini kutayotgan bo'lsa, yuklangan,
00: 17: 0707 faollashtirilishi kerak,
00: 17: 0824 ular CDK fosforillanishi bilan eksport qilinmaydi.
00:17:1217 Cdc6 ham CDK tomonidan fosforlangan,
00: 17: 1604 va bu fosforillanish
00:17:1800 SCF deb nomlangan protein kompleksi tomonidan tan olinishiga olib keladi,
00:17:2124 ubiquitin ligaza,
00:17:2322, bu Cdc6-ga mo'ljallangan
00:17:2625 ubiquitinning bir nechta modifikatsiyalari bilan,
00: 17: 2818, bu o'z navbatida Cdc6 ni keltirib chiqaradi
00: 17: 3127 proteazom tomonidan tan olinishi va tanazzulga uchrashi.
00: 17: 3502 Shunday qilib, G1dan tashqari,
00:17:3620 Cdc6 doimiy ravishda yomonlashmoqda
00:17:3810 va shuning uchun ishlay olmaydi.
00: 17: 4014 Nihoyat, ORC ham fosforlanadi,
00:17:4222 va bu holda biz bu haqda kamroq bilamiz,
00: 17: 4425, lekin bu ehtimol.
00: 17: 4626, ehtimol, o'zaro ta'sirga to'sqinlik qiladigan voqea
00:17:5014 boshqa helikaz yuklovchi oqsillardan biri
00: 17: 5206 ORC bilan.
00:17:5401 Yaxshi.
00:17:5522 Shunday qilib, men sizga ushbu tadbirni tartibga solish haqida aytdim,
00: 17: 5719 keling, bu qanday sodir bo'lishi haqida gapiraylik.
00: 18: 0017 Shunday qilib, bu faqat vertolyot yuklanish hodisalarining tasviri.
00: 18: 0410 Biz bilamizki, bu jarayonda birinchi qadam
00:18:0622 - bu DNKning kelib chiqishini tan olish
00:18:0820 kelib chiqishini aniqlash kompleksi tomonidan,
00: 18: 1006 yoki men bundan buyon ORC deb atayman.
00: 18: 1225 ORC keyin Cdc6 ni ishga oladi
00:18:1522 hujayralar hujayra siklining G1 fazasiga kirishi bilan,
00:18:1713 yangi sintez qilinganida,
00:18:1913 va keyin ORC-Cdc6 kompleksi
00: 18: 2205 Mcm2-7 helikazasi va Cdt1 o'rtasidagi kompleksni jalb qilishi mumkin.
00: 18: 2807 Va bu boshlang'ich kompleksni tashkil qiladi
00: 18: 3005, OCCM deb nomlangan,
00:18:3129 ORC, Cdc6, Cdt1, Mcm kompleksi uchun.
00: 18: 3422 Va shuni ta'kidlashni istardimki, ayni paytda,
00:18:3825 bu Mcm komplekslarining C-terminal uchi,
00: 18: 4022 shu erda,
00:18:4209 ORC bilan o'zaro aloqada.
00:18:4401 Ushbu nuqtada halqa hali ham ochiq,
00: 18: 4527, lekin ular qo'shni DNK bo'laklari bilan bog'langan.
00:18:4809 qanday qilib yollaganingizni juda aniq ko'rsating
00:18:5029 DNK ga birinchi Mcm.
00: 18: 5320 Endi, bundan keyingi qadam
00:18:5629 ATP gidrolizini talab qiladi,
00:18:5817 va bir qator qadamlarni o'z ichiga oladi
00: 19: 0015, men batafsilroq gaplashaman
00: 19: 0215 taqdimotimning ikkinchi qismida.
00: 19: 0416 Lekin yakuniy natija shunday
00:19:0715 siz DNKda Mcms ning qo'sh hexameriga ega bo'lasiz,
00:19:1002 keyin o'zaro ta'sir qilish
00: 19: 1222 N-terminali hududlari orqali
00:19:1424 boshdan-boshga juft hexamer hosil qilish
00:19:1706 DNKdagi oqsillar,
00: 19: 1818 va bu haqiqatan ham ikki tomonlama boshlashning birinchi belgisidir.
00:19:2200 chunki ular hozir tayyor
00:19:2411 kelib chiqishini qarama-qarshi yo'nalishda qoldirish.
00: 19: 2802 Shunday qilib, bu G1 paytida sodir bo'ladi.
00: 19: 3029 Yana, vertolyotlar hozircha faol emas,
00: 19: 3310 va keyin nima bo'ladi - siz
00: 19: 3527 S bosqichiga o'tish
00:19:3807 va siz spiral faollashuvdan o'tasiz.
00: 19: 3921 Endi bu jarayonning umumiy ko'rinishi.
00: 19: 4121 va men buni birinchi bo'lib hal qilaman
00: 19: 4328, keyin men qadamlarni batafsil ko'rib chiqaman.
00:19:4615 Shunday qilib, birinchi voqea.
00: 19: 4812 DDK kinazasini talab qiladi
00: 19: 5025 va bu ishga yollanishga olib keladi
00:19:5300 ikkita faollashtiruvchidan biri,
00: 19: 5429 Cdc45 oqsili.
00: 19: 5726 Keyin, S-CDK harakat qilishi mumkin
00: 19: 5928 va bu boshqa aktivatorni ishga oladi.
00: 20: 0219 GINS kompleksi,
00:20:0411, shuningdek, Pol e va boshqa bir qancha oqsillar.
00:20:0717 Shu nuqtada,
00: 20: 1024 sizda shablonda ikkita CMG mavjud.
00: 20: 1311, lekin qizig'i ular hali faol emas.
00: 20: 1605 Bu uchinchi oqsilning faolligini talab qiladi.
00:20:1816 Mcm10 oqsili,
00: 20: 2026, DNKni bo'shatishga yordam beradi
00: 20: 2228 va CMG faollashuvi.
00:20:2500 Va bu ham assotsiatsiyani talab qiladi
00:20:2711 eukaryotik bir ipli bog'lovchi oqsil
00: 20: 3000 RPA.
00: 20: 3201 Nihoyat, bitta ipli DNK hosil bo'lgach,
00: 20: 3402 qolgan DNK polimerazalari,
00:20:3708 va boshqa yordamchi oqsillar,
00:20:3908 replisomani shakllantirish uchun ishga olinadi.
00: 20: 4128 Endi, buni ko'rib chiqish kerak,
00:20:4409 shuning uchun men buni individual bosqichlarga ajratmoqchiman
00: 20: 4629, shuning uchun bu qanday sodir bo'lishini batafsilroq tushunishingiz mumkin.
00: 20: 5008 Shunday qilib, bizning yuklangan er -xotin geksamerimiz,
00:20:5218 va u faollashishga tayyor,
00:20:5506 faqat S fazasiga kirmoqda.
00: 20: 5723 Shunday qilib, birinchi qadam - DDKni tan olish
00: 21: 0020 N-terminal mintaqasi
00: 21: 0219 bir nechta Mcm bo'linmalaridan.
00:21:0513 Bu subbirliklarni fosforlaydi
00: 21: 0716 va bu majburiy saytni yaratadi
00: 21: 0921 Sld3 deb nomlangan ikkinchi oqsil uchun,
00:21:1312, bu esa o'z navbatida ishga olish imkonini beradi
00: 21: 1510 ikkita faollashtiruvchi oqsillardan biri,
00:21:1801 Cdc45.
00:21:1918 Endi men buni to'g'ri hexamer uchun ko'rsatdim,
00: 21: 2119, lekin bu albatta sodir bo'lishi kerak
00:21:2314 chap hexamer uchun ham.
00: 21: 2606 Xo'sh, endi bizda birinchi aktivator bor.
00: 21: 3012 va bu DDK yoki Dbf4 ga bog'liq kinazga bog'liq hodisa.
00: 21: 3311 Keyingi qadam talab qilinadi
00: 21: 3617 S fazali siklinga bog'liq kinaza,
00:21:3810 va u nima qiladi
00: 21: 4114 fosforilat, birinchi, Sld3,
00:21:4405 va keyin, ikkinchidan, fosforlanadi.
00: 21: 4706 shart emas,
00:21:4825 lekin u Sld2 ni ham fosforlaydi.
00: 21: 5117 Endi bu fosforillanish hodisalari
00: 21: 5308 turli xil qo'shimcha oqsillarni jalb qilishga sabab bo'ladi.
00: 21: 5618 Ayniqsa,
00:21:5824 Sld2 Dpb11 deb nomlangan oqsil tomonidan tan olinadi,
00:22:0116 va u buni bir juft BRCT takrorlash motivlari yordamida amalga oshiradi,
00:22:0607 tan oladi,
00:22:0800 fosforlanishga xos tarzda,
00:22:0916 Sld2 da peptid.
00:22:1123 Bu fosforlanish hodisasi
00: 22: 1403, shuningdek, ishga yollashga sabab bo'ladi
00: 22: 1618 Pol ε va GINS oqsili
00:22:1904 kattaroq kompleksga
00:22:2120 bu qo'nishdan oldingi kompleks yoki pre-LC deb ataladi.
00:22:2519 Endi bu kompleks bir butun sifatida ishga olinadi
00:22:2900 faol bo'lmaganlarga,
00: 22: 3206-ishga tushirishga tayyor vertolyot,
00: 22: 3424 Dpb11 oqsilining o'zaro ta'siri yordamida
00: 22: 3820 boshqa fosforillanish bilan.
00:22:4100 fosforlangan peptid, yaxshimi?
00: 22: 4317 Va bu yana vositachilik qiladi
00: 22: 4603 BRCT motiflarining alohida juftligi,
00: 22: 4816 tan oladilar,
00:22:5017 fosforlanishga xos tarzda,
Sld3 ichida 00: 22: 5206 peptidlar.
00:22:5423 Shunday qilib, shu nuqtada, biz ishga qabul qildik
00:22:5706 Cdc45 va GINS,
00:22:5908 va bizda shunday
00: 23: 0129 CMG kompleksi mavjud,
00: 23: 0319 yaxshi, lekin u hali faol emas.
00:23:0503 Va, albatta, biz ham buni qilishimiz kerak
00:23:0727 boshqa hexamer uchun.
00: 23: 0908 Xo'sh, keyin nima bo'ladi
00:23:1204 haqiqatan ham bu sohada katta tadqiqot nuqtasi,
00: 23: 1604, lekin biz biladigan bir qancha narsalar bo'lishi kerak.
00:23:1822 Shunday qilib, ulardan biri bu
00: 23: 2021 bir nechta oqsillar nashrdan chiqadi.
00: 23: 2309 Bunga Sld2, Sld3 va Dpb11 kiradi.
00: 23: 2720 Shunday qilib, bizda CMG kompleksi bor.
00: 23: 2913 va bu yana faol replikativ helikaza,
00: 23: 3204, lekin u hali faol emas
00: 23: 3329, chunki DNKning birinchi ochilishi sodir bo'lishi uchun
00:23:3728 Mcm10 oqsili harakat qilishi kerak.
00: 23: 4020 Va biz bilamizki, bu aslida
00:23:4307 to'g'ridan-to'g'ri helikaz faolligini rag'batlantiradi,
00: 23: 4512 va bu mumkin
00: 23: 4718 bir qator o'zgarishlarni keltirib chiqaradi
00:23:4921 dastlabki yechish uchun.
00: 23: 5211 Bu o'zgarishlarning aniq tartibi,
00:23:5515 va Mcm10 yoki oldingi voqealar ularni rag'batlantirishi mumkinmi,
00:23:5803 noma'lum.
00:23:5912 Biz faqat bitta ipli DNKni ko'rmasligingizni bilamiz
00:24:0107 Mcm10 kelguncha.
00: 24: 0325 Lekin bu tuzilma,
00: 24: 0528, hozirda RPA mavjud
00: 24: 0814 bitta torli hududlar uchun majburiy,
00:24:1001 bir qator keskin o'zgarishlarga ega
00:24:1200 oldingi tuzilishga nisbatan.
00: 24: 1320 Shunday qilib, albatta, DNKning kelib chiqishi
00:24:1509 yaratish uchun eritilishi kerak edi
00: 24: 1724 bitta torli DNK.
00: 24: 1828 Bundan tashqari, ko'chirilmaydigan ip
00:24:2215 markaziy kanaldan eksport qilinishi kerak edi.
00: 24: 2603 Esingizda bo'lsin, Makms atrofida edi
00:24:2804 dastlab ikki zanjirli DNK,
00:24:2916 Biroq, bu o'tishdan keyin
00: 24: 3122 to'g'ri vertolyot
00: 24: 3400 da bitta bitta ipdan iborat bo'ladi,
00: 24: 3618 va chap vertolyot
00:24:3820 unda boshqa bitta ipli bo'ladi.
00:24:4010 Demak, bu Mcm komplekslarini anglatadi
00: 24: 4210 ochilishi kerak, bitta ipni chiqarib oling,
00: 24: 4422 va keyin yana boshqasini yopib qo'ying.
00:24:4715 Va nihoyat, buni eslaysiz
00:24:4922 spirallar bu qattiq, bosh-to-bosh juft hexamerda, dastlab,
00:24:5304 va ular bu jarayonda ajralib turishi kerak.
00: 24: 5504 Shunday qilib, men ularni tartibda sanab o'tdim.
00: 24: 5712, lekin biz bu buyurtmami yoki yo'qligini bilmaymiz
00:24:5924 ular sodir bo'ladi
00: 25: 0116 - bu faol tergov maydoni.
00:25:0323 Yaxshi.
00: 25: 0519 Shunday qilib, biz hozirda bitta torli DNK borligini bilamiz
00:25:0722 tayyorlash uchun zarur,
00:25:0918 va nima sodir bo'ladi
00: 25: 1125 qolgan DNK sintetik mashinalari ishga qabul qilinadi.
00:25:1422 Xususan, Pol a-primase,
00:25:1623 o'zaro ta'sirlari orqali ishga olinadi
00: 25: 1921 Ctf4, GINS kompleksi bilan,
00:25:2316 va Pol a bilan.
00:25:2515 Bu birinchi RNK primerlarini sintez qilish imkonini beradi
00: 25: 3007 va keyin bu primerlarning Pol a bilan DNK shaklida kengayishi.
00: 25: 3327 Keyin bu primerlarni olish mumkin,
00: 25: 3612 yoki Pol δ yoki Pol ε tomonidan,
00:25:3912 ular etakchi bo'lgan yoki yo'qligiga qarab
00:25:4116 yoki orqada qolgan ip,
00: 25: 4300 va hozir sizda faol replikatsiya bor.
00:25:4523 Shunday qilib, tushunish kerak bo'lgan juda ko'p narsa bor
00:25:4902 bu jarayon haqida
00: 25: 5021-bu unchalik yaxshi tushunilmagan
00:25:5214 bu majmuaning arxitekturasi nima --
00:25:5407 va bu nuqtada juda ko'p tergov davom etmoqda
Buni tushunish uchun 00: 25: 5703.
00: 25: 5808 Masalan, men Pol ated ni tasvirladim
00: 26: 0101 replikatsiya joyida,
00: 26: 0226, lekin ko'plab dalillar shuni ko'rsatadiki, bu aslida keyin.
00:26:0700 bu vilka o'tib ketganidan keyin sodir bo'ladi.
00: 26: 0824 Demak, u o'z ishini qilyapti,
00: 26: 1013, lekin ishdan biroz alohida
Qolgan polimerazalarning 00: 26: 1216.
00:26:1327 Men ko'rsatmaganimni ham ta'kidlayman
00: 26: 1603 yoki toymasin qisuvchi yuklagich, RF-C,
00: 26: 1910 yoki toymasin qisqichlar.
00:26:2018 Ular ikkalasi ham harakat qilishardi, lekin yana,
00: 26: 2211 ular haqiqiy replikatsiya vilkasining bir qismi emas.
00: 26: 2420 Demak, siz o'rgangansiz deb umid qilaman
00: 26: 2725 replikatsiya qanday ishlashi haqida ko'p narsa, bu erda,
00:26:3013 va agar siz sozlangan bo'lsangiz, men sizga aytaman
00: 26: 3218 batafsilroq
00: 26: 3511 vertolyotlar qanday yuklanishi haqida,
00: 26: 3704 va biz nimani bilib oldik
00: 26: 3821 bitta molekulali biokimyo
00: 26: 4016 bu jarayonni tekshirish uchun.
00:26:4219 Shunday qilib, men Sera Torntonga rahmat aytmoqchiman,
00: 26: 4419 mening taqdimotimning bu qismida barcha animatsiyalarni kim qilgan.
00:26:4714 Bular rivojlanishning bir qismi sifatida amalga oshirildi
00:26:4928 728x deb nomlangan kurs,
00:26:5124 mavjud
00: 26: 5416 MITx va edX platformalari,
00: 26: 5618 va, albatta, molekulyar biologiyaga qaratilgan.
00:26:5910 nafaqat DNK replikatsiyasi, balki barcha markaziy dogma.
00: 27: 0229 Men o'z mablag 'manbalarimga minnatdorchilik bildirmoqchiman,
00: 27: 0502 Govard Xyuz tibbiyot instituti,
00: 27: 0628, shuningdek, Umumiy tibbiyot fanlari milliy instituti.


Eukaryotik DNK polimeraza a

Pol a va Helicase

Replikatsiya cho'zish mashinasidagi ikkita asosiy molekulyar motor - bu DNK polimerazalari va helikaza. Ushbu ikkita harakatni etakchi va orqada qolgan iplar bo'yicha muvofiqlashtirish ikkala ipning bir vaqtning o'zida takrorlanishi, shuningdek, yechish natijasida ortiqcha bir ipli ta'sir qilishning oldini olish uchun muhimdir. Bundan tashqari, helicase va Pol a ning uzilib qolgan ipga ulanishi to'g'ri masofa va vaqtni ta'minlaydi. de novo Okazaki primerlarining sintezi. Primaza va helikaz faolligi o'rtasidagi yaqin bog'lanishning ahamiyati bakteriofag va prokariotlarda eng yaxshi tasvirlangan. T7 va p4 bakteriofagida primaz va helikaz bitta polipeptidda kodlangan. Yilda Escherichia coli , primaz ( DnaG ) va helikaz (DnaB) kompleks hosil qilish uchun o'zaro ta'sir qiladi. Ushbu o'zaro ta'sir ham primazani, ham helikaz faolligini rag'batlantiradi va DnaG ning ketma-ketlik o'ziga xosligini yumshatadi, bu esa DnaG-ga lagging-strand sintezi paytida Okazaki fragment sintezini ketma-ket boshlash imkonini beradi. Geksamerik DnaB helikazasi 5' ortda qolgan ipni o'rab turgan halqa tuzilmasini hosil qiladi, chunki u joyni o'zgartiradi va ochiladi, DnaG esa shablon sifatida yangi ochilgan bir zanjirli DNKdan (ssDNK) foydalanadi. Gelikazaning DNK bilan topologik bog'lanishi, helikazaning ishchanligini oshiradi va primazning priming joylariga translokatsiyasini osonlashtiradi.

Eukaryotlarda MCM helikazasi asosiy replikativ helikaza hisoblanadi. DnaB singari, MCM helikazasi ham halqa tuzilishini tashkil etuvchi geksamerik fermentdir, ammo DnaB dan farqli o'laroq, oltita bo'linma bir xil emas, lekin yuqori darajada saqlanadi. MCM helikazasi dupleks DNKga qo'sh geksamer sifatida yuklanadi va dupleks DNKni o'rab oladi, bu ochish mexanizmi DnaBnikidan farq qilishi mumkinligini ko'rsatadi. MCM helikazasi SV40 katta T antigeniga yoki bakterial RuvAB Holliday birikmasining filial-migratsiya fermentiga o'xshash tarzda dupleks DNKni ikki geksamerga quyadigan ikki qatorli DNK translokazasi vazifasini o'tashi mumkinligi taklif qilingan. 1-rasm ). Ushbu stsenariy bo'yicha, dupleks DNKning vilkasidan oldinda joylashgan MCM helikazasini bog'lanmagan bitta ipdan boshlanadigan Pol a bilan bog'lash boshqa omillarga tayanishi kerak. Darhaqiqat, Pol a va MCM helikazasi o'rtasida to'g'ridan -to'g'ri o'zaro ta'sir kuzatilmagan. Birlashtiruvchi oqsilga nomzod - bu kurtakli xamirturushdagi Mcm10, u G1 dan S fazasiga o'tishida ham, cho'zilish jarayonida ham DNK sintezini boshlash uchun zarurdir. Mcm10 Pol a va MCM helikazasi bilan o'zaro ta'sir qiladi va o'sayotgan xamirturush va odamlarda Pol a barqarorligi uchun zarurdir. 1-rasm ). MCM helikazasi va Mcm10 bo'linmalari o'rtasidagi o'zaro ta'sir Xenopusda tasdiqlangan va inson Pol a va Mcm10 o'rtasidagi fizik o'zaro ta'sir kristallografiya yordamida aniqlangan. Ksenopusda va odamlarda Ctf4/And1 birlashuvini o'rnatish omili Pol a bilan ham o'zaro ta'sir qiladi. Bundan tashqari, RPA va Ctf4/And1 bilan o'zaro ta'sir primaz faolligini rag'batlantiradi va fermentlarni qayta ishlovchi qiladi.


Birinchi nima keldi? DNKmi yoki DNK polimerazami? - Biologiya

PCR (polimeraza zanjirli reaktsiyasi) - bu bir necha soat ichida maqsadli DNK ketma -ketligi nusxalarini sonini 100 martadan ko'paytirish uchun denaturatsiya, primer bilan tavlanish va DNK polimeraza bilan kengayish tsikllari qo'llaniladigan usul. 1970 -yillarda amerikalik molekulyar biolog Kari Mullis PCR texnikasini ishlab chiqdi. Aqlli ixtirosi uchun u 1993 yilda Nobel mukofoti bilan taqdirlangan fiziologiya yoki dori.

DNKning PCR amplifikatsiyasi har qanday narsaga o'xshaydi DNK replikatsiyasi DNK polimeraza tomonidan in vivo. (tirik hujayralarda) Farqi shundaki, PCR sinov naychasida DNK ishlab chiqaradi. PCR reaktsiyasini davom ettirish uchun to'rtta komponent kerak: shablon, primer, deoksiribonekleotidlar (adenin, timin, sitozin, guanin) va DNK polimeraza. Bundan tashqari, tegishli primerlarni loyihalash uchun maqsadli DNK ketma-ketligining bir qismi ma'lum bo'lishi kerak. Birinchi bosqichda, maqsadli er -xotin torli DNK denaturatsiya uchun 194 ° F (90 ° C) dan yuqori isitiladi. Bu jarayon davomida DNKning ikkita ipi bir -biridan ajratiladi. Har bir ip shablon bo'lishga qodir. Ikkinchi bosqich 122 ° (50 ° C) atrofida amalga oshiriladi. Bu tushdi harorat, ikkita primer har bir shablonda bir -birini to'ldiruvchi ketma -ketlikka ega. Keyin DNK polimeraza taqdim etilgan nukleotidlar yordamida primerni uzaytiradi. Natijada, har bir sikl oxirida DNK molekulalarining soni ikki barobar ortadi.

PCR dastlab termofildan DNK polimeraza olinmaguncha har bir bosqich uchun har xil haroratli inkubatorlarda qo'lda amalga oshirildi. bakteriyalar. Bakteriya Thermus aquaticus Yellow Stone milliy bog'ida topilgan. Bu bakteriya issiq buloqlarda 203 ° F (95 ° C) da yashaydi. Dan DNK polimeraza T. aquaticus ko'p soat davomida o'z faoliyatini 95 ° C dan yuqori haroratda saqlaydi. Hozirgi vaqtda bir qancha qo'shimcha issiqlikka chidamli DNK polimerazalari aniqlandi.

Genetik muhandislik issiqlik O'qish funktsiyalariga ega bo'lgan va kuchaytirilgan DNK mahsulotlarida kamroq mutatsiyalar yaratadigan chidamli DNK polimerazalari tijoratda mavjud. PCR reaktsiyalari endi turli termosikllarda amalga oshiriladi. Termotsikllar haroratni avtomatik ravishda o'zgartirish uchun mo'ljallangan. Tadqiqotchilar harorat va vaqtni o'rnatadilar va protsedura oxirida probirkani mashinadan chiqaradilar.

PCR ixtirosi inqilobiy edi molekulyar biologiya. PCR tadqiqotchilar uchun qimmatlidir, chunki bu ularga noyob DNK ketma-ketligi miqdorini juda qisqa vaqt ichida katta & mdashan va shu tariqa ishlash mumkin bo'lgan&mdashamonga ko'paytirish imkonini beradi. Tadqiqotchilar Inson genomi loyihasi klonlangan DNK segmentlarida markerlarni izlash va kutubxonalarda DNK parchalarini buyurtma qilish uchun PCR dan foydalaning. Molekulyar biologlar DNKni klonlash uchun PCRdan foydalanadilar. PCR biotin yoki boshqa kimyoviy etiketli problarni ishlab chiqarish uchun ham ishlatiladi. Bu problar ichida ishlatiladi nuklein kislotasi duragaylash, joyida gibridlanish va boshqa molekulyar biologiya protseduralar.

PCR bilan birgalikda floresans texnika va kompyuter texnologiyalari DNKni real vaqtda kuchaytirish imkonini beradi. Bu bir necha daqiqada mavjud bo'lgan DNK molekulalarini miqdoriy aniqlash imkonini beradi. PCR klinik sinovlarda ham keng qo'llaniladi. Bugungi kunda PCRdan foydalanish odatiy holdir tashxis kabi yuqumli kasalliklar OITS va bir qator sud ekspertizalarida.


Uotson -Krik geometriyasi shakllanishi natijasida DNK polimerazalari timin sifatida tan olingan tabiiy bo'lmagan sitozin asoslari

Hayot fanlari maktabi, Kimyo biologiyasi va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi bo'limi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsingxua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871

Bu mualliflar bu ishga teng hissa qo'shdilar.

Nazariy va hisoblash kimyo instituti, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va biotibbiyot kashshoflik innovatsion markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871 Xitoy

Ushbu mualliflar bu ishga teng hissa qo'shgan.

Pekin universiteti, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va biomedikal kashshof innovatsion markazi, Nazariy va hisoblash kimyo instituti, Pekin, 100871

Ushbu mualliflar bu ishga teng hissa qo'shgan.

Nazariy va hisoblash kimyo instituti, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va biotibbiyot kashshoflik innovatsion markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871 Xitoy

Hayot fanlari maktabi, Kimyo biologiyasi va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi bo'limi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsingxua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871

Hayot fanlari maktabi, Kimyo biologiyasi va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi bo'limi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsingxua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871

Hayot fanlari maktabi, Kimyoviy biologiya va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi boʻlimi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsinghua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871 Xitoy

Hayot fanlari maktabi, Kimyoviy biologiya va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi boʻlimi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsinghua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871 Xitoy

Pekin universiteti, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va biomedikal kashshof innovatsion markazi, Nazariy va hisoblash kimyo instituti, Pekin, 100871

Hayot fanlari maktabi, Kimyoviy biologiya va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi boʻlimi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsinghua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871 Xitoy

Hayot fanlari maktabi, Kimyo biologiyasi va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi bo'limi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsingxua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871

Bu mualliflar bu ishga teng hissa qo'shdilar.

Nazariy va hisoblash kimyo instituti, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va biotibbiyot kashshoflik innovatsion markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871 Xitoy

Bu mualliflar bu ishga teng hissa qo'shdilar.

Pekin universiteti, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va biomedikal kashshof innovatsion markazi, Nazariy va hisoblash kimyo instituti, Pekin, 100871

Ushbu mualliflar bu ishga teng hissa qo'shgan.

Nazariy va hisoblash kimyo instituti, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va biotibbiyot kashshoflik innovatsion markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871 Xitoy

Hayot fanlari maktabi, Kimyo biologiyasi va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi bo'limi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsingxua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871

Hayot fanlari maktabi, Kimyo biologiyasi va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi bo'limi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsingxua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871

Hayot fanlari maktabi, Kimyo biologiyasi va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi bo'limi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsingxua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871

Hayot fanlari maktabi, Kimyo biologiyasi va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi bo'limi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsingxua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871

Pekin universiteti, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va biomedikal kashshof innovatsion markazi, Nazariy va hisoblash kimyo instituti, Pekin, 100871

Hayot fanlari maktabi, Kimyoviy biologiya va sintetik va funktsional biomolekulalar markazi boʻlimi, Kimyo va molekulyar muhandislik kolleji va Pekin-Tsinghua hayot fanlari markazi, Pekin universiteti, Pekin, 100871 Xitoy

Xulosa

G'ayritabiiy DNK asoslarining paydo bo'lishi, DNK polimerazalari shablondagi kimyoviy ma'lumotlarni ishonchli tarzda dekodlash mexanizmlarini demistitsiyalash imkoniyatini beradi. 5-formilsitozinning epigenetik asosini kimyoviy yorliqlash qo'shimchalari bo'lgan ikkita g'ayritabiiy sitozin asoslari ("M-fC" va "I-fC" deb ataladi) DNK amplifikatsiyasi paytida C dan T ga o'tishni keltirib chiqarishi mumkinligi ilgari ko'rsatilgan. Biroq, DNK polimerazalari bunday g'ayritabiiy sitozin asoslarini qanday tan olishi jumboqligicha qolmoqda. Bu erda KlenTaq polimeraza-xost-mehmon kompleksi tizimida dA/dG ga juftlashgan va KlenTaq polimeraza faol joyida dATP bilan juftlashgan g'ayritabiiy sitozin asoslarining kristall tuzilmalari aniqlandi. M-fC va I-fC tayanch juftlari dats/dATP bilan, lekin dG bilan emas, Uotson-Krik geometriyasida. Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatadiki, A-qoidasi yordamida Vatson-Krik geometriyasi shakllanishi tabiiy bo'lmagan sitozinlarni tanib olishda muhim ahamiyatga ega.

Mualliflarimiz va o'quvchilarimizga xizmat sifatida ushbu jurnal mualliflar tomonidan taqdim etilgan qo'llab-quvvatlovchi ma'lumotlarni taqdim etadi. Bunday materiallar qayta ko'rib chiqiladi va Internet orqali etkazib berish uchun qayta tashkil qilinishi mumkin, lekin nusxa ko'chirilmaydi yoki yozilmaydi. Qo'llab -quvvatlovchi ma'lumotlardan (yo'qolgan fayllardan tashqari) kelib chiqadigan texnik yordam masalalari mualliflarga murojaat qilinishi kerak.

Fayl nomi Tavsif
anie201807845-sup-0001-misc_information.pdf1.4 MB Qo'shimcha

E'tibor bering: noshir mualliflar tomonidan qo'llab -quvvatlanadigan ma'lumotlarning mazmuni yoki funksionalligi uchun javobgar emas. Har qanday so'rovlar (etishmayotgan tarkibdan tashqari) maqola uchun tegishli muallifga yuborilishi kerak.


DNK polimerazalari

I. Umumiy xususiyatlar.

Taq DNK Pol I 832 ta aminokislotadan iborat (M.r 94,000) (1). N- va C-terminal qoldiqlari mos ravishda Met va Glu bo'lishi taxmin qilinadi. Ferment tarkibida Cys yo'q.

Taq DNK Pol E. bilan ~50% ketma-ketlik homologiyasini ko'rsatadi. coli DNK Pol I polimeraza sohasini tashkil etuvchi 400 ta qoldiq C-terminali ichida. Taq Pol N-terminal sohasida mustaqil 5 '-nukleaza faolligiga ega (1-22 qoldiqlari), lekin 3' → 5'-eksonukleaza faolligi yo'q.

ning kristall tuzilmalari Taq Pol (69) va Klentaql (75) C-terminalli polimeraza domeni Klenov Polniki bilan bir xil ekanligini ko'rsatadi. Klenov Polning 3 '→ 5'-eksonukleaza domeni (324–515 qoldiqlari) haqida. Taq Pol uzunligi 8 dan 27 gacha bo'lgan to'rtta ko'chadan o'chirilishi bilan ajralib turadi. Klenow Polda ikki valentli metallni bog'lash va ekzonukleolitik kataliz uchun muhim bo'lgan to'rtta kislotali qoldiq (D424, D501, D355, E357) vestigialda biriktiruvchi metall ionlari (L356, R405, G308, V310) qoldiqlari bilan almashtiriladi. 3 '→ 5'-eksonuklez domeni Taq Pol.

N-terminal 5'-nukleaza domeni Taq Polning chuqur yorig'i bor, uning pastki qismida Pol I oilasining 5'-nuklezli domenlarida yuqori darajada saqlangan kislotali qoldiqlari bor. Karboksilat guruhining ettitasi uchta ikki valentli metall bog'lanish joyini (~5 Å × -10 Å × ~10 Å uchburchak) hosil qiladi deb taxmin qilinadi. Ikki qoldiq (R25 va R74) 5′-nukleaza faolligi uchun zarurdir.

Klenow Poldan boshqa sezilarli farqlar qatorida, Klentaql 19 ta qarama-qarshi zaryadni almashtirishga ega, bu esa termostabillikda rol o'ynashi mumkin bo'lgan global zaryadning qayta taqsimlanishini ko'rsatadi.


DNK polimeraza 1 va 3 o'rtasidagi farq

DNK polimeraza 1 va 3

DNK polimerazalari maxsus ishlab chiqilgan fermentlar bo'lib, nukleotidlar deb ataladigan DNKning kichik qurilish bloklarini yig'ish orqali DNK molekulalarini shakllantirishga yordam beradi. DNK polimeraza DNK molekulasini ikkita bir xil DNKga bo'lishga yordam beradi. DNKning bo'linish jarayoni DNK replikatsiyasi deb ataladi. DNK polimeraza DNK replikatsiyasida katalizator vazifasini bajaradi va shuning uchun juda zarurdir. DNK polimeraza mavjud bo'lgan DNK zanjirlarini o'qishda, mavjud bo'lgan DNKga mos keladigan ikkita yangi ipni yaratishda yordam beradi. Shunday qilib, genetik ma'lumotlar qiz hujayralarga uzatiladi va bir avloddan ikkinchisiga uzatiladi.

Strukturadagi farq

Ular bajarishi kerak bo'lgan turli funktsiyalarga asoslangan DNK polimerazalarining ko'p navlari mavjud. DNK polimeraza 1 DNK replikatsiyasi uchun zarur va uni Pol 1 deb ham atashadi. Artur Kornberg tomonidan kashf etilgan. DNK polimeraza 3 pro-karyotik DNK replikatsiyasi uchun juda muhim va Tomas Kornberg va Malkolm Gefter tomonidan kashf etilgan. DNK polimeraza 3 holoenzim deb ham ataladi va u replizomaning eng muhim tarkibiy qismidir.

Funktsiyadagi farq

DNK polimeraza 1 funktsiyalari DNK replikatsiyasiga yordam beradi. U molekulyar biologiya tadqiqotlari uchun ishlatiladi. Replikatsiya jarayonida RNK primeri DNKning orqada qolgan ipiga to'ldiriladi. DNK polimeraza 1 RNK primerini olib tashlaydi va DNKning shakllanishi uchun zarur bo'lgan nukleotidlarni to'ldiradi- 5 dan 3 gacha. Bu, shuningdek, replikatsiya paytida va asosiy juftlarni moslashtirishda xato qilinganligini aniqlash uchun dalillarni o'qishga yordam beradi. Shuni esda tutish kerakki, bu DNK polimeraza 1 faqat nukleotidlarni qo'shadi, lekin ularga qo'shilmaydi. DNKning qo'shilishi DNKning uzluksiz iplarini hosil qiluvchi ligaza deb ataladigan boshqa ferment tomonidan amalga oshiriladi. DNK polimeraza 1 ning asosiy vazifasi - DNKni nik tarjimasi bilan belgilash va cDNKning ikkinchi zanjiri sintezi. DNK polimeraza 1, shuningdek, 5 dan 3 gacha DNK sintezini katalizlaydi. DNK polimeraza 1 kiruvchi dNTP ning shakli va qutblanishini o'qiydi. DNK polimeraza 1 polimeraza, 3 'dan 5' gacha eksonukleaza va 5 'dan 3' gacha bo'lgan eksonukleaza kabi 3 ta faollikka ega. DNK polimeraza 1 - shablonga bog'liq DNK polimeraza.

Pol 3 katalitik markazida alfa, epsilon va teta deb nomlangan mustahkam bo'linmalar mavjud. Alfa bo'linmasi DNK polimeraza faolligi uchun javobgardir, epsilon bo'linmasida eksonukleaza faolligi isbotlangan, teta bo'linmasi esa eng kichigi bo'lib, epsilonning o'qish xususiyatlarini oshirishga yordam beradi. Replisome replikatsiya vilkasida joylashgan. DNK polimeraza 3 - replisomaning tarkibiy qismi, shuning uchun replikatsiyaga yordam beradi.

DNK -polimeraza 3 etakchi va orqada qolgan iplarning replikatsiyasi uchun, DNK -polimeraza 1 esa RNK primerlarini bo'laklardan olib tashlash va uni kerakli nukleotidlar bilan almashtirish uchun zarurdir. Bu fermentlar bir -birining o'rnini bosa olmaydi, chunki ikkalasi ham har xil funktsiyalarni bajaradilar. DNK polimerazalari genetik ma'lumot va xususiyatlarni DNK replikatsiyasi jarayonida bir avloddan ikkinchisiga o'tkazishda yordam beradi.


Videoni tomosha qiling: DNK. Uglerodning xususiyatlari. Biologiya. Khan Academy Oʻzbek (Iyul 2022).


Izohlar:

  1. Volar

    that we would do without your excellent sentence

  2. Norton

    What excellent topic

  3. Fekora

    I think it's the wrong way And you have to curl up from him.

  4. Blythe

    Everything is buttered.

  5. Stefon

    Bunday holatda nima qilish kerak?

  6. Towley

    There cannot be

  7. Schmaiah

    Instead of criticising write the variants is better.

  8. Rajab

    You talk about the essential

  9. Chigaru

    Salqin !!! Menga hamma narsa yoqdi !!!))))))



Xabar yozing