რამდენი დრო სჭირდება დნმ მოლეკულის გამრავლებას?

დეოქსირიბონუკლეინის მჟავა, ან დნმ, არის ბუნების მოლეკულა თაობებში გენეტიკური ინფორმაციის გადასაცემად. თქვენი სხეულის ყველა უჯრედის უმეტესობა შეიცავს 46 ქრომოსომას - თითოეული მშობლისგან 23-ს, რომელიც უჯრედის გამრავლებამდე უნდა გაიმეოროს.
წაიკითხეთ მეტი დნმ-ის სტრუქტურის, ფუნქციისა და მნიშვნელობის შესახებ.

მეორეს მხრივ, ბაქტერიას (და სხვა პროკარიოტებს) ჩვეულებრივ აქვს ერთი ქრომოსომა. გასაკვირია, რომ თქვენ და ბაქტერიას დნმ-ის გამრავლების იგივე ტიპების განმეორებაზე დაახლოებით იგივე დრო სჭირდება, დაახლოებით ერთი საათი ან ნაკლები.

რეპლიკაციის დრო დამოკიდებულია დნმ – ის რეპლიკაციის სიჩქარეზე, უჯრედში დნმ – ის რაოდენობაზე და რეპლიკაციის წარმოშობის რაოდენობაზე დნმ – ის თითოეულ მოლეკულაზე. დნმ გრძელი პოლიმერია, რომელსაც ხერხემალი აქვს მონაცვლეობით შაქარი და ფოსფატი ჯგუფები. აზოტოვანი ნუკლეოტიდის ოთხიდან ერთი შაქრის ჯგუფს ეკიდება. ბაზების თანმიმდევრობა არის ოთხი ასო ანბანი, რომელიც ასახავს ამინომჟავების თანმიმდევრობას ცილებში, მოლეკულებში, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან თქვენს ფიზიკურ მახასიათებლებსა და ბიოქიმიაში.

ქრომოსომები არის დნმ-ის და ცილების კომპაქტური შეფუთვა. დნმ-ის ორი ძაფი ქმნის ორმაგ სპირალს თითოეული ქრომოსომის გულში.
წაიკითხეთ მეტი იმის შესახებ, თუ რა არის ქრომოსომა.

რეპლიკაციის გასაგრძელებლად, უჯრედის აპარატმა უნდა გახსნას ორმაგი სპირალი და გამოიყენოს თითოეული დაუცველი სტრიქონი, როგორც შაბლონი ახალი პარტნიორი სტრიქონის შესაქმნელად. ეს არის ნახევრად კონსერვატიული რეპლიკაცია, რომელშიც საბოლოო პროდუქტი ორი სპირალია, თითოეულს ორიგინალი სტრიქონი და ახალი. ბაზის წყვილები შაბლონის სტრიქონში განსაზღვრავს ახალ სტრიქონში დამატებით დაწყვილების პროცესის პროცესს - ნუკლეოტიდის ფუძის თითოეულ ტიპს მხოლოდ კონკრეტულ პარტნიორთან შეუძლია დაწყვილება.

ეს არის დნმ – ის რეპლიკაციის დნმ – ის საფუძვლები.

ნაბიჯი 1: რეპლიკაციის ჩანგლის ფორმები. ფერმენტი, სახელწოდებით დნმ ჰელიკაზა, "ხსნის" ორმაგ სპირალს Y- ჩანგლიანი წარმონაქმნით.

ნაბიჯი 2: პრაიმერები სავალდებულოა. დნმ-ის პრაიმერები უკავშირდება იმ ადგილებს, სადაც რეპლიკაციის ფერმენტი, დნმ პოლიმერაზა, დაიწყებს გამრავლებას. პრაიმერები მოქმედებს როგორც ფერმენტის სიგნალი და აცნობებს მას სად უნდა დაიწყოს და რა მიმართულებით უნდა წავიდეს.

ნაბიჯი 3: დრეკადობა. ეს არის ფაზა, სადაც დნმ რეალურად ხდება ტირაჟირება. დნმ პოლიმერაზა ახანგრძლივებს "ახალ სტრიქონს", რაც ნიშნავს, რომ იგი იწყებს ახალი შრის შექმნას თითოეული შაბლონის სტრიქონზე.

ნაბიჯი 4: შეწყვეტა. რეპლიკაციის დასრულების შემდეგ, რამდენიმე რამ ხდება. პირველი, ფერმენტი სახელწოდებით "ეგზონუკლეაზი" დნმ-ის პრაიმერებს იღებს და ამ ლაქების შევსება ხდება დნმ-ის შესაბამისი თანმიმდევრობით.

შემდეგ, ერთ სტრიქონს (სახელწოდებით "ჩამორჩენილ" სტრიქონს) სჭირდება დნმ ლიგაზა დნმ – ის ფრაგმენტების დასაკავშირებლად, რომლებიც ახლახან გაიმეორეს. რეპლიკაციის დროს დაშვებული შეცდომების შესამოწმებლად და გამოსასწორებლად გამოდის კიდევ ერთი ფერმენტი. დნმ-ის რეპლიკაციის ბოლო ნაბიჯებია, როდესაც ტელომერაზა ძაფების ბოლოს სპეციალურ თანმიმდევრობებს უწოდებს "ტელომერებს".

ბაქტერიის ერთი ქრომოსომა არის ორმაგი ჯაჭვის დნმ-ის მარყუჟი. ბაზების რაოდენობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთი სახეობიდან მეორეზე. კარგად ცნობილი ბაქტერიები ე. coli– ს აქვს 4,7 მილიონი ფუძის წყვილი, რომელთა გამრავლებას დაახლოებით 40 წუთი სჭირდება, რაც წამში 1000 ფუძეს აღემატება.

რეპლიკაცია იწყება ერთ ფიქსირებულ ადგილას და მიმდინარეობს თითოეულ სტრიქონზე საპირისპირო მიმართულებით. რეპლიკაციის პროცესი მოიცავს კორექტირების საფეხურს, რომელიც უზრუნველყოფს შეცდომის მაჩვენებელს არაუმეტეს ერთ მილიარდში.

ადამიანისა და სხვა ეუკარიოტების უჯრედებმა მოაწყვეს ბირთვები, რომლებიც ერთვის ქრომოსომებს. ადამიანის ტიპურ ქრომოსომას აქვს დაახლოებით 150 მილიონი ფუძის წყვილი, რომელსაც უჯრედი იმეორებს წამში 50 წყვილის სიჩქარით. დნმ – ის რეპლიკაციის ამ სიჩქარით უჯრედს ქრომოსომის კოპირებას ერთი თვე სჭირდება.

ფაქტი, რომ ამას მხოლოდ ერთი საათი სჭირდება, განმეორებითი რეპლიკაციის წარმოშობის გამო. რეპლიკაცია ერთდროულად მიმდინარეობს ქრომოსომის სხვადასხვა წერტილებიდან და ფერმენტები უერთდება განყოფილებებს ერთად და ქმნიან საბოლოო ხელუხლებელ ასლს. ადამიანის 46-ე ქრომოსომა იმეორებს ერთდროულად, უჯრედული ციკლის S ფაზაში.