Mavzu : dnk-polimeraza fermenti

Mavzu : DNK-polimeraza fermenti

Reja :
1.Turlari , Prokariotlar va Eukariotlar

2.Arklar
3.Vazifalari , DNKning ko'payishi va tiklanishi
4.DNKning replikatsiyasi , Reaksiya va DNK polimerazalarining xususiyatlari

Bu molekulaning replikatsiyasi paytida yangi DNK zanjirining polimerizatsiyasini katalizatori uchun mas'ul bo'lgan ferment. Uning asosiy vazifasi trifosfat deoksiribonukleotidlarni shablon zanjiri bilan juftlashtirishdir. Shuningdek, u DNKni tiklashda ishtirok etadi.

Ushbu ferment shablon zanjirining DNK asoslari bilan yangisi o'rtasida to'g'ri juftlik hosil qilish imkonini beradi, bu A juftligi T bilan va G bilan S juftligi sxemasiga amal qiladi.
DNKning replikatsiya jarayoni samarali bo'lishi kerak va u tezda bajarilishi kerak, shuning uchun DNK polimeraza sekundiga 700 ga yaqin nukleotid qo'shib ishlaydi va har 10 ta bitta xatoga yo'l qo'yadi⁹ yoki 10¹⁰ kiritilgan nukleotidlar.
DNK polimerazasining har xil turlari mavjud. Ular eukaryotlarda ham, prokaryotlarda ham turlicha bo'lib, ularning har biri DNKning ko'payishida va tiklanishida o'ziga xos rol o'ynaydi.
Ehtimol, evolyutsiyada paydo bo'lgan birinchi fermentlardan biri polimerazalar bo'lishi mumkin, chunki genomni aniq takrorlash qobiliyati organizmlarning rivojlanishi uchun ichki talabdir.
Ushbu fermentning kashf etilishi Artur Kornberg va uning hamkasblariga tegishli. Ushbu tadqiqotchi 1956 yilda ishlayotganda DNK polimeraza I (Pol I) ni aniqladi Escherichia coli. Xuddi shunday, bu ferment DNK molekulasining ishonchli nusxalarini ishlab chiqarishi mumkin degan fikrni aynan Uotson va Krik ilgari surgan.
Prokaryotik organizmlar (haqiqiy yadrosiz, membrana bilan chegaralangan organizmlar) uchta asosiy DNK polimerazasiga ega bo'lib, odatda pol I, II va III sifatida qisqartiriladi.
DNK polimeraza I DNKning replikatsiyasi va tiklanishida ishtirok etadi va ikkala yo'nalishda ham eksonukleaza faolligiga ega. Replikatsiya jarayonida ushbu fermentning roli ikkinchi darajali hisoblanadi.
II DNKni tiklashda ishtirok etadi va uning ekzonukleaza faolligi 3'-5 'ma'noda. III DNK replikatsiyasi va revizyonida qatnashadi va oldingi ferment singari 3'-5 'ma'noda ekzonukleaza faolligiga ega.
Eukaryotlar (membranasi bilan chegaralangan haqiqiy yadroli organizmlar) beshta DNK-polimerazaga ega bo'lib, ular yunon alifbosidagi harflar bilan nomlangan: a, b, b, g va g.
Polimeraza g mitoxondriyada joylashgan bo'lib, ushbu hujayra organoididagi genetik materialning ko'payishiga javobgardir. Aksincha, qolgan to'rttasi hujayralar yadrosida uchraydi va DNKning yadro replikatsiyasida ishtirok etadi.
A, b va g variantlari hujayralarni bo'linish jarayonida eng faol bo'lib, ularning asosiy vazifasi DNK nusxalarini ishlab chiqarish bilan bog'liqligini ko'rsatmoqda.
DNK-polimeraza g, o'z navbatida, bo'linmaydigan hujayralardagi faollik cho'qqilarini namoyish etadi, shuning uchun uning asosiy vazifasi DNKni tiklash bilan bog'liq deb taxmin qilinadi.
Turli xil tajribalar ular asosan a, b va d polimerazalarni DNK replikatsiyasi bilan bog'laydi degan farazni tekshirishga muvaffaq bo'ldi. Γ, δ va Typ turlari 3'-5 'ekzonukleaza faolligiga ega.
Yangi ketma-ketlik usullari DNK polimeraza turkumlarining turlicha turlarini aniqlashga muvaffaq bo'ldi. Arxeyalarda, xususan, D guruhi deb ataladigan fermentlar oilasi aniqlangan, bu organizmlar guruhiga xosdir.
V DNK - bu organizmning barcha genetik ma'lumotlarini olib boruvchi molekula. U shakar, azotli asos (adenin, guanin, sitozin va timin) va fosfat guruhidan iborat.
Doimiy ravishda sodir bo'ladigan hujayra bo'linish jarayonida DNK tez va aniq ko'chirilishi kerak - xususan hujayra tsiklining S bosqichida. DNKni nusxa ko'chiradigan bu jarayon replikatsiya deb nomlanadi.
Strukturaviy ravishda DNK molekulasi spiral hosil qilib, ikkita ipdan iborat. Replikatsiya jarayonida bular ajralib chiqadi va har biri yangi molekula hosil qilish uchun shablon vazifasini bajaradi. Shunday qilib, yangi iplar hujayraning bo'linishi jarayonida qiz hujayralariga o'tadi.
Har bir ip shablon sifatida xizmat qilganligi sababli, DNKning replikatsiyasi yarim konservativ deyiladi - jarayon oxirida yangi molekula yangi va eski ipdan iborat.Ushbu jarayon 1958 yilda tadqiqotchilar Meselson va Stal tomonidan izopotalar yordamida tasvirlangan.
DNKning replikatsiyasi jarayonni katalizlaydigan bir qator fermentlarni talab qiladi. Ushbu oqsil molekulalari orasida DNK polimeraza ajralib turadi.
DNK sintezi sodir bo'lishi uchun jarayon uchun zarur bo'lgan substratlar kerak bo'ladi: deoksiribonukleotid trifosfat (dNTP)
Reaksiya mexanizmi bir-birini to'ldiruvchi dNTPlarning alfa fosfatiga o'sib boruvchi ipning 3 'uchidagi gidroksil guruhining nukleofil hujumini o'z ichiga oladi va pirofosfatni yo'q qiladi. Ushbu qadam juda muhimdir, chunki polimerizatsiya uchun energiya dNTPlarning gidrolizidan va hosil bo'lgan pirofosfatdan olinadi.
Pol III yoki alfa primer bilan bog'lanadi (polimerazalarning xususiyatlariga qarang) va nukleotidlarni qo'shishni boshlaydi. Epsilon qo'rg'oshin ipini uzaytiradi, delta esa kechiktirilgan ipni uzaytiradi.
DNKBarcha ma'lum bo'lgan DNK polimerazlari replikatsiya jarayoni bilan bog'liq ikkita muhim xususiyatga ega.
Birinchidan, barcha polimerazalar DNK zanjirini 5'-3 'yo'nalishda sintez qiladi, o'sib boruvchi zanjirning gidroksil guruhiga dNTPlarni qo'shadi.
Ikkinchidan, DNK polimerazalari yangi ipni sintezlashni noldan boshlay olmaydi. Ularga polimeraza birikib, o'z faoliyatini boshlashi mumkin bo'lgan erkin gidroksil guruhini ta'minlaydigan bir nechta nukleotidlardan tashkil topgan molekula bo'lgan primer yoki primer deb nomlanadigan qo'shimcha element kerak.
Bu DNK va RNK polimerazalari o'rtasidagi asosiy farqlardan biridir, chunki ikkinchisi zanjir sintezini boshlashga qodir.o.
Oldingi bobda aytib o'tilgan DNK polimerazalarining birinchi xususiyati yarim konservativ replikatsiya uchun murakkablikni anglatadi. Ikki DNK zanjiri antiparallel ravishda harakat qilar ekan, ulardan biri uzluksiz sintezlanadi (3'-5 'ma'noda sintez qilinishi kerak bo'lgan).
Kechiktirilgan ipda uzluksiz sintez polimeraza, 5'-3 'normal faolligi orqali sodir bo'ladi va hosil bo'ladigan qismlar - adabiyotda Okazaki bo'laklari sifatida tanilgan - boshqa ferment, ligaza bilan bog'langan.
DNK doimo unga zarar etkazadigan endogen va ekzogen omillarga ta'sir qiladi. Ushbu zararlar replikatsiyani to'sib qo'yishi va to'planib, genlarning ekspressioniga ta'sir qilishi va turli xil uyali jarayonlarda muammolar tug'dirishi mumkin.
Polimeraza DNKning replikatsiya jarayonidagi rolidan tashqari, DNKni tiklash mexanizmlarining asosiy tarkibiy qismidir. Ular, shuningdek, DNK buzilgan bo'lsa, bo'linish bosqichiga kirishni oldini oladigan hujayra tsiklida sensorlar vazifasini bajarishi mumkin.
Hozirgi vaqtda kristallografiya tadqiqotlari tufayli turli xil polimerazalarning tuzilmalari aniqlandi. Birlamchi ketma-ketligi asosida polimerazalar oilalarga guruhlanadi: A, B, C, X va Y.
Ba'zi jihatlar barcha polimerazalar uchun, xususan fermentning katalitik markazlari bilan bog'liq.
Bularga ikkita ionli aktiv ionlar kiradi, ular tarkibida ikkita aspartat qoldiqlari va bitta o'zgaruvchan qoldiq - metallarni muvofiqlashtiradigan aspartat yoki glutamat mavjud. Katalitik markazni o'rab turgan va har xil polimerazalarda saqlanib qolgan yana bir qator zaryadlangan qoldiqlar mavjud.
Prokaryotlarda DNK polimeraza I 103 kd polipeptid, II 88 kd polipeptid va III o'n subbirlikdan iborat.
Eukaryotlarda fermentlar kattaroq va murakkabroq: a beshta birlikdan iborat, bitta subunitning ph va ph, ikkita subbirlikning ph va 5 ning birliklari.R
Polimeraza zanjiri reaktsiyasi (PRC) barcha molekulyar biologiya laboratoriyalarida foydali va soddaligi tufayli qo'llaniladi. Ushbu usulning maqsadi qiziqish DNK molekulasini ommaviy ravishda kuchaytirishdir.
Bunga erishish uchun biologlar molekulani kuchaytirish uchun issiqlik ta'sirida (yuqori harorat bu jarayon uchun juda zarur) DNK polimerazidan foydalanadilar. Ushbu jarayonning natijasi turli maqsadlarda ishlatilishi mumkin bo'lgan DNK molekulalarining ko'pligi.
Texnikaning eng ko'zga ko'ringan klinik vositalaridan biri bu tibbiy diagnostikada qo'llanilishidir. PRC bemorlarni patogen bakteriyalar va viruslarni tekshirishda ishlatilishi mumkin.
Dori-darmonlarning katta qismi virus yoki bakteriya bo'lsin, patogen organizmda DNKning ko'payish mexanizmlarini qisqartirishga qaratilgan.
Ularning ba'zilarida maqsad DNK polimeraza faolligini inhibe qilishdir. Masalan, sitozin arabinozid deb ham ataladigan kimyoviy terapevtik sitarabin preparati DNK-polimerazani ishdan chiqaradi.

Foydalanilgan adabiyotlar

1.Alberts, B., Bray, D., Xopkin, K., Jonson, A. D., Lyuis, J., Raff, M.,… va 2.Uolter, P. (2015).Asosiy hujayra biologiyasi. Garland fani.
3.Kann, I. K., va Ishino, Y. (1999). Archaeal DNKning replikatsiyasi: jumboqni echish uchun qismlarni aniqlash.Genetika, 152(4), 1249-67.
4.Kuper, G. M. va Hausman, R. E. (2004).Hujayra: Molekulyar yondashuv. Medicinska naklada.
5.Garcia-Diaz, M., & Bebenek, K. (2007). DNK polimerazalarining ko'p funktsiyalari.O'simlikshunoslik bo'yicha tanqidiy sharhlar, 26(2), 105-122.
6.Shcherbakova, P. V., Bebenek, K., & Kunkel, T. A. (2003). Eukaryotik DNK polimerazalarining vazifalari.Science's SAGE KE, 2003(8), 3.
7.Steits, T. A. (1999). DNK polimerazalari: tuzilish xilma-xilligi va umumiy mexanizmlari.Biologik kimyo jurnali, 274(25), 17395-17398.