Dnk replikatsiya Maxsus pedagogika va inklyuziv ta'lim fakulteti logopediya yonalishi 104-guruh talabasi Boboyeva Durdona

Toshkent davlat pedagogika universiteti




Mavzu: Urug`lanish. DNK replikatsiya
Maxsus pedagogika va inklyuziv ta'lim fakulteti logopediya yonalishi 104-guruh talabasi Boboyeva Durdona
Reja:

1. Prokariot organizmlar replikatsiyasi

2. Eukariotlardagi replikatsiya

3. Telomeralar

Hujayrali organizmlarning genetik rejasi DNK molekulasida nukleotid qatori sifatida yozilgan bo„lib, uning nasldan-naslga bexato o„tishini mazkur molekula o„z-o„zidan ko„payishini ta‟minlaydi. DNK-qolipida (matritsasida) ushbu molekulaning ikki martadan ko„payish jarayonini replikatsiya deb ataladi. DNK molekulasidagi irsiy belgilar hujayradan hujayraga va keyingi avlodlarga berilishida uning o„zi xatosiz ko„payishi lozim. Jumladan, ichak tayoqchasining to„liq genomini xatosiz ta‟minlanishi uchun 4·106 nukleotid qatoridan iborat bo„lgan genom duplitsirlanishi lozim. Odamning somatik hujayrasidagi genom o„z-o„zidan nusxa olishida 6 mlrd. nukleotid qatori qatnashadi.

Biologik makromolekulalarning matritsali sinteziga DNK replikatsiyasi misol bo„ladi. DNK replikatsiyasi azot asoslarining (purin, pirimidin) komplementar tizimi asosida sodir bo„ladi. Replikatsiya reaksiyasining ketishi uchun bir zanjirli DNK-matritsa, dezoksinukleozidtrifosfatlar, fermentlar, magniy ionlari, oqsil omillari bo„lishi zarur. DNK biosintezining quyidagi ko„rinishida ko„rsatish mumkin.

DNK replikatsiyasi yarim konservativ xarakterga ega, ya‟ni yangidan hosil bo„lgan DNK molekulasidagi polipeptid zanjirining faqat bittasi sintezlanadi, ikkinchisi esa tayyor holda dastlabki, ona DNKdan o„tadi. Yangi sintezlanayotgan DNK tarkibidagi nukleotidlarning ketmaket joylanishi – qolip sifatida bajarayotgan DNK tomonidan belgilanadi.

DNK replikatsiyasida polimerizatsiya dezoksiribozaning 3'- tomonidan o„sib boradi. Dezoksitrifosfat DNK-matritsasining oxirgi monofosfatli dezoksinukleotidga bog„lanishida DNK-polimeraza amalga oshirib, pirofosfat ajraladi. Muhitdagi ferment pirofosfataza pirofosfatni monofosfatlargacha ajratib yuborganligi uchun mazkur reaksiya qaytar bo„lmaydi.

DNK replikatsiyasining oxirida bir zanjirli molekuladan ikki-bizanjirli molekula davriy ravishda sintezlanadi. Reaksiyaning xarakterli tomoni shundan iboratki, sintezlanayotgan molekula ona DNK zanjirining aynan o„zidir. DNKning replikatsiyasida ko„p miqdorda oqsil-fermentlar ishtirok etganliklari uchun mazkur tizim murakkab, samarali replikativ harakatdagi jarayon hisoblanadi.

DNKning replikatsiyasi 5'→3' tomoniga matritsa asosida DNK polimeraza fermenti ishtirokida sodir bo„ladi. DNKning sintezlovchi ferment har soniyada 50 ta nukleotid eukariotlarda, bakteriyalarda esa 500 dezoksinukleotidlarni polimerlash xususiyatiga ega.

Hujayralarning bo„linishida DNK-matritsadan nusxa olish o„ta aniqlikni talab qiladi. Mazkur jarayonni korreksiya qilish DNK-polimeraza nukleotidlarni komplementarlik tizimi asosida amalga oshiradi. Mobodo, polimerizatsiya jarayonida xatolik yuz bergan bo„lsa replikatsiya to„xtatiladi. DNK zanjiriga komplementarlikka mos kelmagan nukleotid ulangan bo„lsa ferment orqali darhol polimerdan ajratiladi. DNK replikatsiyasidagi xatolik yo„q darajada bo„lib, masalan, ichak tayoqchasidagi DNKning o„z-o„zidan ko„payish davomidagi xatolik 10-9 – 10-10 darajasiga teng. DNK – molekulasining replikatsiyasi uchun ferment DNK-polimeraza va albatta zatravka (tomizg„i) yoki praymer (inglizcha zatravka) zarur ekanligi isbotlangan.

DNK replikatsiyasida molekulaning ikkiga ko‘payishi. Replikatsiyaning initsiatsiyasida ribonukleozidtrifosfatlardan tashkil topgan qisqa molekulali RNK-zatravka zarur bo„lib, bu omilni DNK-praymaza fermenti sintezlaydi. Praymaza fermenti hujayralardagi har xil RNKlarning sintezida ishtirok etadi. RNK-praymer sintezlangandan so„ng, DNK-polimeraza replikatsiyani davom ettiradi. Yangi sintezlangan DNK zanjirining oxiri 5'-tomonida ribonukleotidlarni tutadi. Keyinchalik qisqa praymerlar o„rnini DNKning segmentlari egallaydi.

DNK molekulasi antipararell bo„lganligi uchun polimeraza fermenti polinukleotid zanjirini faqat bir tomonga 5'→3'ga uzaytirib boradi. Replikativ ayrining harakati davomida polimeraza 5'→3' va 3'→5' tomonlariga bir vaqtda sintez reaksiyasini olib borolmaydi. Demak, DNK molekulasining faqat bitta zanjiri to„liq sintezlanib boradi. Qarama-qarshi tomondagi DNK zanjirida kichik fragmentli (1000-2000 nukleotid qoldiqlari prokariotlarda va 100-200 nukleotid qoldiqlar eukariotlarda) nukleotidlar, ya‟ni Okazaki fragmentlari sintezlanadi.

Sintezlanayotgan DNK molekulasining to„liq qismini yetakchi, ikkinchisi esa Okazaki fragmentlaridan tashkil topgan zanjirni “orqada qoluvchi” deb ataladi. Bunday qisqa fragmentlarning sintezi RNK-zatravka ishtirokida davom etadi. Mazkur DNK sintezini uzilgan yoki yarim uzilgan replikatsiya deb ataladi. Ma‟lum vaqtdan so„ng, RNK-zatravkalar (praymerlar) ajraladi. Bo„sh qismlar DNK-polimeraza fermentlari orqali nukleotidlar bilan to„ldiriladi, kichik fragmentlar esa, DNK ligaza fermentlari orqali “orqada qoluvchi” zanjirlar o„zaro choklanadi. Shunday qilib, nukleotidlar orasidagi fosfodiefir bog„lari DNK ligaza fermentlari orqali shakllanadi.

Nativ DNK bispiral holatda bo„ladi. Komplementar holatda o„z-o„zidan ko„payish uchun qo„sh spiral ikkiga ajralishi lozim. DNKning ikki zanjirga yechilishi muayyan qismlardan boshlanadi. Qo„sh zanjirni bir-biridan ajratishda ferment xelikaza - DNKga bog„liq ATF-aza bajaradi. Energiyani esa, ATFni gidroliz qilinishidan foydalanadi. Xelikaza fermenti doira shaklidagi oltita subbirlikdan tashkil topgan struktura. Mazkur ferment harakatda bo„lib, ATF ishtirokida DNKni replikativ ayriga ajratib boradi.

Bir zanjirli DNK molekulasi uzunasi bo„ylab SSB-oqsillari (Single Strend Proteins) bilan bog„langan holda bo„ladi. E.colining SSB-oqsili tetramerli (molekula massasi 88000 Da), yuqori darajadagi asimmetrik molekula bo„lib, tarkibida dikarbon aminokislotalari ko„p uchraydi. Oqsil bir zanjirili DNK molekulasi bilan kooperativ holda bog„lanadi. Xelikaza fermenti orqali qo„sh zanjirli DNKdan bir zanjirli molekulalarni hosil bo„lishida SSB-oqsillari polinukleotid zanjirlarni stabillashtirib, molekulada hosil bo„lishi mumkin bo„lgan DNKning ikkilamchi strukturasini shakllanishiga yo„l qo„ymaydi. SSB-oqsillari DNK-polimeraza fermentini faollantirib, uning ish faoliyatini aniqlashtiradi. Eukariotlarda bunday oqsillarga yadrodagi replikativ xususiyatli proteinlar kirib, ularni A (RrA) belgi bilan belgilanadi.

DNK molekulasida avtonomli replikatsiya xususiyatiga ega bo„lgan qismlar bo„lib, bu bo„lakni replikon deb ataladi. Replikon DNKning o„z-o„zidan ko„payishi uchun kerakli genlarni tutib, regulyatorlik xususiyatiga ham ega. DNKdagi replikon qismdan replikatsiya boshlansa shu joyni replikator deb ataladi.

Eukariot hujayralarda replikatsiyaning boshlanishi DNKning ko„p nuqtalarida bo„lib, ularning masofasi taxminan 20 ming nukleotid qoldig„idan iborat. Eukariot xromosomalar polireplikonli tuzilishga ega. Replikatsiyaning initsiatsiyasi ma‟lum nuqtadan ikki tomonlama harakat qilib, qo„shni replikativ ayrilar bir-birlari bilan qo„shilguncha davom etadi. To„liq shakllangan xromosoma kichik sintezlangan DNK zanjirlarining o„zaro qo„shilishidan shakllanadi.