Մոլեկուլային գենետիկայի մեջ ԴՆԹ-ի, ՌՆԹ-ի և սպիտակուցի սինթեզի գործընթացները նկարագրության հարմարության համար բաժանվում են երեք փուլերի՝ մեկնարկ, երկարացում և ավարտ: Այս փուլերը նկարագրում են տարբեր մեխանիզմներ տարբեր սինթեզված մոլեկուլների համար, այնուամենայնիվ, դրանք միշտ նշանակում են սկիզբ, գործընթացի ընթացք և ավարտ: Կրկնօրինակման դադարեցումը ԴՆԹ-ի մոլեկուլների սինթեզի ավարտն է։
Վերջացման կենսաբանական դերը
Սկիզբը և ավարտը սինթեզված շղթայի աճի սկզբնական և վերջնական սահմաններն են, որն իրականացվում է երկարացման փուլում։ Գործընթացի ավարտը սովորաբար տեղի է ունենում այնտեղ, որտեղ ավարտվում է հետագա սինթեզի կենսաբանական նպատակահարմարությունը (օրինակ, ռեպլիկոնի կամ տրանսկրիպտոնի վերջի տեղում): Միևնույն ժամանակ դադարեցումը կատարում է 2 կարևոր գործառույթ՝
- թույլ չի տալիս, որ սինթեզը դուրս գա մատրիցային շղթայի որոշակի հատվածից;
- թողարկում է բիոսինթետիկ արտադրանքը:
Այսպիսով, օրինակ, տրանսկրիպցիայի գործընթացում (ՌՆԹ-ի սինթեզ՝ հիմնված ԴՆԹ-ի կաղապարի վրա), դադարեցումը թույլ չի տալիս գործընթացին անցնել որոշակի գենի կամ օպերոնի սահմանը։ ATՀակառակ դեպքում կխախտվեր սուրհանդակային ՌՆԹ-ի իմաստային բովանդակությունը: ԴՆԹ-ի սինթեզի դեպքում դադարեցումը պահպանում է գործընթացը մեկ ռեպլիկոնի շրջանակներում:
Այսպիսով, դադարեցումը մատրիցային մոլեկուլների տարբեր հատվածների կենսասինթեզի մեկուսացման և կարգուկանոնի պահպանման մեխանիզմներից մեկն է: Բացի այդ, արտադրանքի թողարկումը թույլ է տալիս վերջինիս կատարել իր գործառույթները, ինչպես նաև վերադարձնում է համակարգը իր սկզբնական վիճակին (ֆերմենտային բարդույթների անջատում, մատրիցայի տարածական կառուցվածքի վերականգնում և այլն):
Ինչ է ԴՆԹ-ի սինթեզի ավարտը
ԴՆԹ-ի սինթեզը տեղի է ունենում վերարտադրության ժամանակ՝ բջջի գենետիկական նյութի կրկնապատկման գործընթացում: Այս դեպքում բնօրինակ ԴՆԹ-ն արձակվում է, և նրա յուրաքանչյուր շղթա ծառայում է որպես նորի (դուստր) ձևանմուշ։ Արդյունքում մեկ երկշղթա պարույրի փոխարեն ձևավորվում են երկու լիարժեք ԴՆԹ մոլեկուլներ։ Այս գործընթացի ավարտը (ավարտը) պրոկարիոտների և էուկարիոտների մոտ տեղի է ունենում տարբեր կերպ՝ քրոմոսոմների վերարտադրման մեխանիզմների և միջուկազերծ բջիջների նուկլեոիդների որոշ տարբերությունների պատճառով:
Ինչպես է աշխատում կրկնօրինակումը
Սպիտակուցների մի ամբողջ համալիր ներգրավված է վերարտադրության մեջ: Հիմնական գործառույթը կատարում է սինթեզի ֆերմենտը ԴՆԹ պոլիմերազը, որը կատալիզացնում է աճող շղթայի նուկլեոտիդների միջև ֆոսֆոդիստերային կապերի ձևավորումը (վերջիններս ընտրվում են փոխլրացման սկզբունքով)։ ԴՆԹ պոլիմերազի աշխատանքը սկսելու համար անհրաժեշտ է այբբենարան՝ այբբենարան, որը սինթեզվում է ԴՆԹ պրիմազի միջոցով:
Այս իրադարձությանը նախորդում է ԴՆԹ-ի լուծարումը և նրա շղթաների բաժանումը,որոնցից յուրաքանչյուրը ծառայում է որպես սինթեզի մատրիցա։ Քանի որ վերջինս կարող է առաջանալ միայն 5'-ից մինչև 3' ծայրը, մի շարանը դառնում է առաջատար (սինթեզն ընթանում է առաջ և շարունակաբար), իսկ մյուս շարանը հետ է մնում (գործընթացն իրականացվում է հակառակ ուղղությամբ և հատվածաբար.). Բեկորների միջև եղած բացը հետագայում վերականգնվում է ԴՆԹ լիգազի միջոցով:
Կրկնակի պարույրի արձակումն իրականացվում է ԴՆԹ հելիկազի ֆերմենտի միջոցով: Այս գործընթացը ձևավորում է Y-աձև կառուցվածք, որը կոչվում է կրկնօրինակման պատառաքաղ: Ստացված միաշղթա շրջանները կայունացվում են այսպես կոչված SSB սպիտակուցներով:
Դադատումը ԴՆԹ-ի սինթեզի դադարեցումն է, որը տեղի է ունենում կա՛մ վերարտադրման պատառաքաղների հանդիպման արդյունքում, կա՛մ երբ հասնում է քրոմոսոմի վերջը:
Պրոկարիոտներում դադարեցման մեխանիզմ
Պրոկարիոտներում վերարտադրման ավարտը տեղի է ունենում գենոմի համապատասխան կետում (վերջացման վայր) և որոշվում է երկու գործոնով.
- կրկնօրինակման պատառաքաղի հանդիպում;
- ter-sites.
Պատառաքաղների հանդիպումը տեղի է ունենում, եթե ԴՆԹ-ի մոլեկուլն ունի փակ շրջանաձև ձև, որը բնորոշ է պրոկարիոտների մեծամասնությանը: Շարունակական սինթեզի արդյունքում յուրաքանչյուր շղթայի 3' և 5' ծայրերը միացված են։ Միակողմանի կրկնօրինակման համար համընկնման կետը նույնն է, ինչ սկզբնաղբյուրը (OriC): Այս դեպքում սինթեզված շղթան, այսպես ասած, պտտվում է օղակի մոլեկուլի շուրջ՝ վերադառնալով սկզբնական կետին և հանդիպելով իր 5' ծայրին։ Երկկողմանի կրկնօրինակմամբ (սինթեզն ընթանում է միաժամանակ երկու ուղղությամբ OriC կետից), հանդիպումըպատառաքաղները և ծայրերի միացումը տեղի է ունենում օղակի մոլեկուլի մեջտեղում։
Օղակների միացումն իրականացվում է ԴՆԹ լիգազի միջոցով: Սա ձևավորում է մի կառույց, որը կոչվում է կաթեկան: Ներդնելով մեկ շղթայի ընդմիջում, ԴՆԹ գիրազան կոտրում է օղակները և կրկնօրինակման գործընթացը ավարտվում է:
Տեր-կայքերը նույնպես մասնակցում են վերարտադրմանը: Նրանք գտնվում են 100 բազային զույգերից այն կողմ, որտեղ պատառաքաղները հանդիպում են: Այս շրջանները պարունակում են կարճ հաջորդականություն (23 bp), որին կապվում է tus գենի սպիտակուցային արտադրանքը՝ արգելափակելով վերարտադրման պատառաքաղի հետագա առաջխաղացումը:
Վերարտադրության դադարեցում էուկարիոտիկ բջիջում
Եվ վերջին պահը. Էուկարիոտների մոտ մեկ քրոմոսոմը պարունակում է վերարտադրության մեկնարկի մի քանի կետեր, և ավարտը տեղի է ունենում երկու դեպքում՝
- երբ հակառակ ուղղություններով շարժվող պատառաքաղները բախվում են;
- եթե հասել է քրոմոսոմի վերջը։
Գործընթացի վերջում առանձնացված ԴՆԹ-ի մոլեկուլները կապվում են քրոմոսոմային սպիտակուցներին և կարգով բաշխվում դուստր բջիջների միջև:
