If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

თუ ვებფილტრს იყენებთ, დარწმუნდით, რომ *.kastatic.org და *.kasandbox.org დომენები არ არის დაბლოკილი.

ძირითადი მასალა

დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია

კურსი: დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია > თემა 6

გაკვეთილი 1: დნმ-ის სტრუქტურა და რეპლიკაცია
მეცნიერება
დამამთავრებელი კლასების ბიოლოგია
მოლეკულური გენეტიკა
დნმ-ის სტრუქტურა და რეპლიკაცია
© 2023 Khan Academyგამოყენების პირობებიკონფიდენციალურობის პოლიტიკაშენიშვნა ქუქი-ჩანაწერებზე

დნმ-ის სტრუქტურისა და რეპლიკაციის მიმოხილვა

Google–ის საკლასო ოთახი

საკვანძო ტერმინები

ტერმინიმნიშვნელობა
დნმ (დეზოქსირიბოუკლეინის მჟავა)ნუკლეინის მჟავა, რომელსაც გენეტიკური ინფორმაცია მშობლებიდან შთამომავლობაში გადააქვს და აკოდირებს ინფორმაციას ცილების შესახებ
ნუკლეოტიდინუკლეინის მჟავების საშენი ერთული
ორმაგი სპირალიორი, ღერძის გარშემო ერთმანეთზე დაგრეხილი ჯაჭვისგან შემდგარი, დახვეული კიბის მსგავსი სრუქტურა.
დნმ-ის რეპლიკაციაპროცესი, რომლის დროსაც დნმ-ის ორჯაჭვიანი სპირალი ორმაგდება და საბოლოოდ ორი იდენტური მოლეკულა მიიღება.
ფუძეთა დაწყვილებაპრინციპი, 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 ორმაგი სპირალის სურათი, რომელზეც ნაჩვენებია მისი მარჯვნივ მიმართული სტრუქტურა. დიდი ღარი უფრო ფართო ნაპრალია, რომელიც სპირალურად მიუყვება მოლეკულის მთელ სიგრძეს, მცირე ღარი კი უფრო პატარა ნაპრალია, რომელიც პარალელურად მიუყვება დიდ ღარს. ფუძეთა წყვილები სპირალის ცენტრშია, შაქარ-ფოსფატის ჩონჩხი კი მათზე გარედანაა შემოხვეული.
დნმ-ის ორმაგი სპირალი. სახეცვლილი სურათის წყაროა ოპენსტაქსი, CC BY 3,0.
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

ნახევრად კონსერვატიული რეპლიკაციის შედეგად წარმოიქმნება ორი სპირალი და მათგან თითოეული დნმ-ის ერთ ძველ და ერთ ახალ ჯაჭვს შეიცავს.
ნახევრად კონსერვატიული რეპლიკაცია. სახეცვლილი სურათის წყაროა ოპენსტაქსი, CC BY 3,0.
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 რეპლიკაციის ვოტსონისა და კრიკისეული მოდელი სქემატურად.
  1. დნმ-ს ორმაგი სპირალი.
  2. წყალბადური ბმები წყდება და სპირალი იხსნება.
  3. დნმ-ის თითოეული ჯაჭვი ახალი, კომპლემენტარული ჯაჭვის ასაწყობ ნიმუშად გამოიყენება.
  4. რეპლიკაციის შედეგად დნმ-ის ორი იდენტური სპირალი წარმოიქმნება, თითოეულში ერთი ახალი და ერთი ძველი ჯაჭვით.
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).
დნმ-ის ნიმუში ჯაჭვი და მისი კომპლემენტარული ჯაჭვის წარმოქმნა.
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.
ლიდერი და ჩამორჩენილი ჯაჭვების დიაგრამა

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:
5'-AATTGGCC-3' 3'-TTAACCGG-5'
ეს ორი ჯაჭვი კომპლემენტარულია. ერთი ჯაჭვის ყველა ფუძე უკავშირდება მეორე ჯაჭვის თითოეულ ფუძეს. A-T წყვილები ორი წყალბადური ბმითაა დაკავშირებული, G-C წყვილები კი სამით.

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?

შესვლა
გესმით ინგლისური? დააწკაპუნეთ აქ და გაეცანით განხილვას ხანის აკადემიის ინგლისურენოვან გვერდზე.