ძირითადი მასალა
დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია
კურსი: დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია > თემა 6
გაკვეთილი 1: დნმ-ის სტრუქტურა და რეპლიკაცია- დნმ-ს სტრუქტურის აღმოჩენა
- დნმ
- დნმ-ს მოლეკულური სტრუქტურა
- დნმ-ს ჯაჭვების ანტიპარალელური სტრუქტურა
- წამყვანი და ჩამორჩენილი ჯაჭვები დნმ-ის რეპლიკაციაში
- დნმ-ს საკორექციო მექანიზმი და რეპარაცია
- დნმ-ის სტრუქტურისა და რეპლიკაციის მიმოხილვა
- დნმ-ის სტრუქტურა და რეპლიკაცია
© 2023 Khan Academyგამოყენების პირობებიკონფიდენციალურობის პოლიტიკაშენიშვნა ქუქი-ჩანაწერებზე
დნმ-ის სტრუქტურისა და რეპლიკაციის მიმოხილვა
საკვანძო ტერმინები
ტერმინი | მნიშვნელობა |
---|---|
დნმ (დეზოქსირიბოუკლეინის მჟავა) | ნუკლეინის მჟავა, რომელსაც გენეტიკური ინფორმაცია მშობლებიდან შთამომავლობაში გადააქვს და აკოდირებს ინფორმაციას ცილების შესახებ |
ნუკლეოტიდი | ნუკლეინის მჟავების საშენი ერთული |
ორმაგი სპირალი | ორი, ღერძის გარშემო ერთმანეთზე დაგრეხილი ჯაჭვისგან შემდგარი, დახვეული კიბის მსგავსი სრუქტურა. |
დნმ-ის რეპლიკაცია | პროცესი, რომლის დროსაც დნმ-ის ორჯაჭვიანი სპირალი ორმაგდება და საბოლოოდ ორი იდენტური მოლეკულა მიიღება. |
ფუძეთა დაწყვილება | პრინციპი, რომლის მიხედვითაც დნმ-ის მოლეკულის აზოტოვანი ფუძეები უკავშირდება ერთმანეთს. |
დნმ-ის სტრუქტურა
დნმ ნუკლეინის მჟავაა, ანუ ბიოლოგიური მაკრომოლეკულების ოთხი მთავარი ჯგუფიდან ერთ-ერთს მიეკუთვნება.
ნუკლეოტიდები
ყველა ნუკლეინის მჟავა ნუკლეოტიდებისგან შედგება. დნმ-ის თითოეულ ნუკლეოტდს სამი ნაწილი აქვს: 5-ნახშირბადიანი შაქარი დეზოქსირიბოზა, ფოსფატის ჯგუფი და აზოტოვანი ფუძე.
დნმ-ში ოთხი სახის აზოტოვანი ფუძე გვხვდება: ადენინი (ა), გუანინი (გ), ციტოზინი (ც) და თიმინი (თ).
რნმ-ნუკლეოტიდებიც შეიცავენ ადენინს, გუანინს ან ციტოზინს, მაგრამ თიმინის ნაცვლად მათში სხვა ფუძე, კერძოდ ურაცილია (უ).
შარგაფის კანონები
1950-იან წლებში ბიოქიმიკოსმა ერვინ შაგრაფმა აღმოაჩინა, რომ აზოტოვანი ფუძეები (ა, თ, ც და გ) თანაბარი რაოდენობით არ იყო დნმ-ში. დნმ ყოველთვის ზუსტად იმდენ ადენინს შეიცავდა, რამდენსაც თიმინს, ხოლო ციტოზინს ზუსტად იმდენს - რამდენსაც გუანინს.
ეს აღმოჩენა გახდა საფუძველი დნმ-ის სტრუქტურის, ორმაგი სპირალის გაშიფრვისა.
ორმაგი სპირალი
დნმ-ის სტრუქტურა, ორმაგი სპირალი რამდენიმე მეცნიერმა აღმოაჩინა 1950-იან წლებში.
დნმ-ის მოლეკულებს ანტიპარალელური სტრუქტურა აქვთ, რაც ნიშნავს, რომ სპირალის ორი ჯაჭვი ურთიერთსაწინააღმდეგო მიმართულებითაა განლაგებული. თითოეულ მათგანს 5' და 3' ბოლოები აქვს.
დნმ-ის სტრუქტურის გაშიფრვა საუკუნის ერთ-ერთი ყველაზე დიდი მიღწევა იყო მეცნიერებაში.
დნმ-ის სტრუქტურის ცოდნამ გზა გაგვიხსნა იმისკენ, რომ უკეთ გაგვეგო დნმ-ის ფუნქციონირების მრავალი თავისებურება, მაგალითად, როგორ ორმაგდება იგი და როგორ გამოიყენება მასში არსებული ინფორმაცია ცილების წარმოსაქმნელად.
დნმ-ის რეპლიკაცია
დნმ-ის რეპლიკაცია ნახევრად კონსერვატიულია. ეს ნიშნავს, რომ ორმაგი სპირალის თითოეული ჯაჭვი ნიმუშად გამოიყენება ორი ახალი ჯაჭვის წარმოსაქმნელად.
რეპლიკაცია ფუძეთა კომპლემენტარული დაწყვილების პრინციპს ეყრდნობა და შაგრაფის კანონით აიხსნება: ადენინი (ა) ყოველთვის თიმინს (თ) უკავშირდება, ციტოზინი (ც) კი - გუანინს (გ)
რეპლიკაციის პროცესი
დნმ-ის რეპლიკაცია რამდენიმე ფერმენტის მეშვეობით ხორციელდება. ეს ფერმენტები ჯაჭვების დამაკავშირებელ წყალბადურ ბმებს შლიან და დნმ-ის სპირალს ელვა-შესაკრავივით ხსნიან.
თითოეული ჯაჭვი შემდეგ ახალი, კომპლემენტარული ჯაჭვის წარმოქმნისას ნიმუშად გამოიყენება. კომპლემენტარული ფუძეები ერთმანეთს უკავშირდება (ა-თ და ც-გ).
ამ პროცესის ძრითადი ფერმენტი დნმ-პოლიმერაზაა, რომელიც ნუკლეოტიდებს ერთმანეთს უკავშირებს და ახალ, კომპლემენტარულ ჯაჭვს წარმოქმნის. დნმ-პოლიმერაზას ფუნქციაა თითოეული ახალი ჯაჭვის რედაქტირება შეცდომების გასასწორებლად.
მოწინავე და ჩამორჩენილი ჯაჭვები
რეპლიკაციის ჩანგალთან დნმ-ის ახალი ჯაჭვები სხვადასხვანაირად სინთეზდება.
ერთი ახალი ჯაჭვი, ე. წ. ლიდერი, ანუ მოწინავე, ჯაჭვი უწყვეტად სინთეზირდება, 5'-დან 3' მიმართულებით, ჩანგლისკენ.
მეორე, ჩამორჩენილი ჯაჭვი რეპლიკაციის ჩანგლიდან 5'-დან 3' მიმართულებით სინთეზდება, პატარ-პატარა ნაწილებად, ე.წ. ოკაზაკის ფრაგმენტებად.
მაგალითი: განსაზღვრეთ კომპლემენტარული ჯაჭვის თანმიმდევრობა
დნმ მხოლოდ 5'-დან 3' მიმართულებით სინთეზდება. ნიმუში ჯაჭვის მიხედვით კომპლემენტარული ჯაჭვის თანმიმდევრობის განსაზღვრა შეგიძლიათ.
მაგალითად, თუ ვიცით, რომ ერთი ჯაჭვის თანმიმდევრობაა 5’-AATTGGCC-3', მისი კომპლემენტარული თანმიმდევრობა იქნება 3’-TTAACCGG-5’. ეს თითოეულ ფუძეს საშუალებას აძლევს, რომ თავის მეწყვილეს დაუკავშირდეს:
ხშირი შეცდომები და მცდარი წარმოდგენები
- დნმ-ის რეპლიკაცია და უჯრედის გაყოფა სხვადასხვა რამაა. რეპლიკაცია უჯრედის გაყოფას წინ უძღვის და უჯრედის ციკლის S ფაზაში ხორციელდება. თუმცაღა, რეპლიკაცია მხოლოდ დნმ-ის ახალი ჯაჭვების წარმოქმნას ნიშნავს და არა ახალი უჯრედებისა.
- ზოგჯერ ჰგონიათ, რომ ლიდერ ჯაჭვზე დნმ 5'-3' მიმართულებით სინთეზდება, ჩამორჩენილზე კი - 3'-5'. ეს ასე არ არის. დნმ-პოლიმერაზას დნმ-ის სინთეზი მხოლოდ 5'-3' მიმართულებით შეუძლია. განსხვავება წამყვან და ჩამორჩენილ ჯაჭვებს შორის ისაა, რომ წამყვანის რეპლიკაციის ჩანგლის მიმართულებით გრძელდება, ჩამორჩენილი კი - პირიქით.
გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?
- -ზე,რაში მდგომარეობს დნმ-ის რეპარაციის ბიოლოგიური როლი? 0:10(1 მოწონება)