שמות של גדילי DNA

מבנה החומצה הדאוקסיריבונוקלאית - DNA - הוכח כסליל כפול לפני שנים, אך המוסכמה של מתן שם לכל גדיל הפכה לנושא של בלבול בקרב מדענים וסטודנטים כאחד. בין זוגות ה- DNA, אחד נקרא ווטסון והשני קריק, על שם שני המגלים השותפים של ה- DNA. אך הספרות המדעית חולקת על איזה גדיל יש לתת איזה שם. מערכת השמות של ווטסון-קריק נועדה להצביע על המאפיינים הפונקציונליים המובהקים של כל גדיל במבנה ה- DNA, וזו אותה מטרה של מערכות השמות האחרות. חשוב להבין את ההקשרים השונים שבהם גדילי הפרט צריכים לקבל שמות שונים. שתי דוגמאות מושלמות הן התפקידים השונים שלהם בשכפול DNA או בתעתיק. הידיעה מה כל גדיל עושה בתהליך ביולוגי תסייע להבהיר מדוע קיבל את השם הזה.

תמלול הוא תהליך העתקת ה- DNA ל- RNA. זה נעשה על ידי אנזים הנקרא RNA Polymerase (RNA Pol). RNA Pol קורא רק אחד משני גדילי ה- DNA כשהוא הופך את מולקולת ה- RNA. מולקולת ה- DNA הכפולה-גדילית מפוצלת ונפרדות RNA Pol נקשרת לגדיל אחד, אותו היא תקרא ותעתיק. קווצה זו נקראת גדיל התבנית, או גדיל אנטי חוש. מולקולת ה- RNA המיוצרת תהיה משלימה לחוט התבנית, כלומר הנוקלאוטידים של ה- גדיל תבנית ומולקולת RNA מתאימים זה לזה על פי הכללים: אדנין לאוראציל וגואנין ציטוזין.

כאשר מועתקים RNA מ- DNA, RNA Polymerase נקשר ומעתיק את גדיל התבנית. הגדיל שנותר נקרא גדיל קידוד (ראה הפניה 5), או גדיל החישה. בהתחשב בכללי הזיווג הבסיסיים של חומצות גרעין (זוגות עם T ו- G זוגות עם C), לקידוד או לחוש, גדיל ה- DNA יש רצף זהה לזה של ה- RNA המיוצר. היוצא מן הכלל כאן הוא ש- RNA מכיל את הנוקליאוטיד U (uracil) במקום T (thymine), שניהם מתאימים ל- A (adenine).

לפני מיטוזה, או חלוקת תאים, על התא לשכפל את ה- DNA שלו כך שלכל תא בת יהיה מספר זהה של גדילי DNA. DNA Polymerase הוא האנזים שמעתיק רצועות ארוכות של DNA ל- DNA נוסף. במזלג השכפול, מולקולת ה- DNA נשלפת מכיווץ ליצירת בועה שלתוכה גולשת פולימראז. פולימראז נקשר לשני גדילי ה- DNA הלא מפותל ומתחיל ליצור עותקים של שני הגדילים. אחד העותקים מיוצר כחוט רציף יחיד, המכונה הגדיל המוביל. שכפול דנ"א הוא מקרה נוסף שבו לגדילי הדנ"א שמות שונים.

המבנה האנטי-מקבילי של סולם ה- DNA פירושו שחוט אחד רץ מכף רגל לזנב ואילו החוט השני רץ מזנב לראש. במהלך שכפול DNA, פולימראז DNA חייב לקרוא ולהעתיק את שני הגדילים בו זמנית, אם כי הם פועלים בכיוונים מנוגדים. מכיוון ש- DNA Polymerase יכול לקרוא ולהעתיק רק גדילי DNA לכיוון אחד - זנב לראש - הגדיל שלא ניתן לקרוא ולהעתיק את הפולימראז כמכוון בכיוון אל הזנב ולהעתיק אותו כרציף אחד גָדִיל. קווצה ראש לזנב זו מועתקת כשברי קצר, המכונים שברי אוקאזאקי, אשר מאוחדים אחר כך ליצירת קווצה אחת ארוכה. בשכפול DNA, הגדיל שנוצר בשברים נקרא גדיל בפיגור.