ДНЌ молекуласыныњ екі еселенуі

Дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) – барлық тірі клеткалардың негізгі генетикалық материалы болып табылатын күрделі биополимер. ДНҚ-ның негізгі құрылымдық бірлігі – үш бөліктен құралған нуклеотид. Бірінші бөлігі – дезоксирибоза (бескөміртекті қант); екіншісі – пуриндік негіздер: аденин (А) мен гуанин (Г) және пиримидиндік негіздер: тимин (Т) мен цитозин (Ц); үшіншісі – фосфор қышқылының қалдығы.

ДНҚ молекуласының екі еселеніп өсуі реплекация деп аталады (лат.replication - қайталау).
Репликация нәтижесінде, екі спиральді ДНҚ-ның біреуінен, екі ұқсас қос спираль пайда болады. Бұндай екіеселену жолындағы әрбір – жаңа молекула бір аналық және бір жаңа синтезделген тізбектен тұрады және жартылай консервативті (сақтаушы, негізгі қалпын сақтау) деп аталады.

Уотсон мен Крик моделінің көмегімен ДНҚ-ның өздігінен екі еселену (репликация) қасиеті ашылды.

Чаргафф ережесі :
Аденин саны тиминге, ал гуанин саны цитозинге тең: A=T , Г=Ц.
Пуринаның саны пиримидиннің санына тең А+Г=Т+Ц.
Аминогруппаның 6 жағдайда тең негіздің саны мен кетогруппаның 6 жағдайда: А+Ц=Т+Г, бірге сәйкесінше (A+Т) :(Г+Ц) ДНҚ-ның әр түрлі бөлек түрлі болуы мүмкін. Олардың біреулері жұптар табады АТ , өзгелері ГЦ.
Чаргаффтың ережесі рентгеноструктуралық анализдың деректерлерімен, Дж. Уотсон және Фрэнсис Криконның ДНҚ құрылымның түсіндірудде шешуші рөлді атқарды.

Репликация процессіне 15-20 ақуыздар қатысады. Барлық бұл ақуыздарды 3 топқа бөлеміз:
1. Ата-аналық ДНҚ-ны репликацияға дайындайтын ақуыздар
2. Полимеризация ферменттері.
3. ДНҚ – репликациясын аяқтайтын ферменттер.

ДНҚ –геликаза- полинуклеотидтік тізбекті айырып, ДНҚ-ның екі спиральін тарқатады.
Дестабилизирлеуші (тұрақтылықты бұзушы) ақуыздар- ДНҚ тізбегіндегі бөлікті түзетеді (жазады).
ДНҚ-топоизомераза- ДНҚ - полинуклеотидті тізбектегі спиральдің тарқатылуынан болатын күшті алып тастай отырып, фосфодиэфирлі байланыстың біреуін үзеді.
РНҚ – праймаза – жаңадан пайда болған тізбек үшін немесе Оказаки фрагменттері үшін, бастаушы-РНҚ немесе праймерді синтездейді.
ДНҚ –полимераза – жетекші тізбектегі үздіксіз синтезді және кешеулдейтін тізбектегі Оказаки фрагменттерінің синтезделуін қамтамасыз етеді.
ДНҚ-лигаза –бастаушы-РНҚ-ны алып тастағаннан кейін, Оказаки фрагменттерін тігеді.

Репликацияның басталу нүктесінен оның біткенге дейінгі ДНҚ бөлігі – репликон деп аталады. Прокариоттағы сақиналы ДНҚ жеке репликоннан тұрады. Сондықтан ДНҚ-молекуласының екіеселенуі эукариоттарда бірнеше нуктелерден басталады. Әрбір репликондарда екіеселену әртүрлі уақытта немесе біруақытта болуы мүмкін.
ДНҚ тізбегінің ұзаруы - немесе оның жеке фрагменті (үзіндісі), әрқашан 5 / соңынан 3 / соңы бағытында жүреді, яғни нуклеотидтер өсуші тізбектің 3/ соңына қосылады. Өйткені ДНҚ молекуласындағы комплементарлық тізбектер антипараллельді, сосын өсуші тізбекте матрицалыққа антипараллельді, 3 / → 5 / соңына қарай оқылады. Фрагменттік комплекстердің функциялануы келесі түрде жүреді: екі синтезделетін тізбектің біреуі басқасымен салыстырғанда алдына оза шығып өседі, сондықтан алғашқы тізбек – жетекші деп, ал екіншісі кешеулдейтін тізбек деп аталады.
Жетекші тізбек ұзын үздіксіз фрагмент түрінде болады
Кешеулдейтін тізбек қысқа фрагмент түрінде болады. Бұл Оказаки фрагменттері.
Прокариот клеткасында Оказаки фрагменттері 1000-2000 нуклеотидтерден, ал эукариотта 100-200 нуклеотидтерден тұрады.