ДНХ-ийн хуулбарлах үйл явц. Хуулбарлах, хуулбарлах үйл явц
ДНХ-ийн хуулбар нь дезоксирибонуклеины хүчлийн биосинтезийн үйл явц юм. Материал нь аденозин-, гуанозин-цитидин- ба тимидин трифосфорын хүчил буюу ATP, GTP, CTP, TTP юм.
ДНХ-ийн хуулбарлах механизм
Биосинтез нь "үр" гэж нэрлэгддэг тодорхой хэмжээний нэг судалтай хувирсан дезоксирибонуклеин хүчил ба катализаторын оролцоотойгоор явагддаг. ДНХ полимераз нь катализаторын үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ фермент нь нуклеотидын үлдэгдлийг нэгтгэхэд оролцдог. Нэг минутын дотор 1000 гаруй нуклеотидын үлдэгдэл холбогддог. Дезоксирибонуклеины хүчлийн фрагментийн молекул дахь нуклеотидын үлдэгдэл нь хоорондоо 3', 5'-фосфодиэфирийн холбоогоор холбогддог. ДНХ полимераз нь хувирсан дезоксирибонуклеины хүчлийн чөлөөт 3-гидроксилийн төгсгөлд мононуклеотидын үлдэгдлийг нэмэхэд катализ хийдэг. Нэгдүгээрт, ДНХ молекулын жижиг хэсгүүд нийлэгждэг. Тэд ДНХ-ийн лигазын үйлчлэлд өртөмтгий бөгөөд дезоксирибонуклеины хүчлийн урт хэсгүүдийг үүсгэдэг. Хоёр хэлтэрхий нь хувирсан дезоксирибонуклеины хүчлийг ирээдүйн ДНХ молекулын өсөлтийн цэг болгон ашигладаг бөгөөд бүтэц, байршлын дарааллаар өөрчлөгдсөн ДНХ-тэй ижил төстэй дезоксирибонуклеины хүчлийн эсрэг параллель гинж үүсдэг матриц юм. нуклеотидын үлдэгдэл. ДНХ-ийн репликаци нь хромосом болон хроматин дахь дезоксирибонуклеин хүчил нь митозын интерфазын үед явагддаг. Нэг судалтай дезоксирибонуклеины хүчил үүссэний дараа түүний хоёрдогч болон гуравдагч бүтэц үүсдэг. Дезоксирибонуклеины хүчлийн хоёр хэлхээ нь нэмэлт дүрмийн дагуу хоорондоо холбогддог. ДНХ-ийн репликаци нь эсийн цөмд тохиолддог.
Өөр өөр бүлэг, төрлийн РНХ-ийн биосинтезийн материал нь өндөр энергитэй нэгдлүүд юм: ATP, GTP, CTP, TTP. ДНХ-аас хамааралтай РНХ полимераз, полинуклеотид-нуклеотидил трансфераза, РНХ-аас хамааралтай РНХ полимераза гэсэн гурван фрагментийн аль нэгийн оролцоотойгоор тэдгээрийн дотор нийлэгжүүлж болно. Тэдний эхнийх нь бүх эсийн цөмд байдаг бөгөөд мөн митохондрид байдаг. РНХ нь рибонуклеозидын трифосфат, манган, магнийн ионуудын дэргэд ДНХ-ийн загвар дээр нийлэгждэг. ДНХ-ийн загварт нэмэлт болох РНХ молекул үүсдэг. ДНХ-ийн репликацийг бий болгохын тулд цөмд r-РНХ, т-РНХ, и-РНХ, РНХ праймерууд үүсдэг. Эхний гурвыг цитоплазм руу шилжүүлж, уургийн биосинтезд оролцдог.
ДНХ-ийн репликаци нь дезоксирибонуклеины хүчлийн орчуулгатай бараг ижил аргаар явагддаг. Удамшлын мэдээллийг дамжуулах, хадгалах нь транскрипц, орчуулга гэсэн хоёр үе шаттайгаар явагддаг. Ген гэж юу вэ? Ген нь дезоксирибонуклеин хүчлийн молекулын (зарим вирусын РНХ) нэг хэсэг болох материаллаг нэгж юм. Эсийн бөөмийн хромосомд агуулагддаг. Удамшлын мэдээлэл нь ДНХ-ээс РНХ-ээр дамжин уураг руу дамждаг. Транскрипц нь дезоксирибонуклеины хүчлийн молекулын хэсгүүдэд мРНХ-ийн нийлэгжилтээс бүрдэнэ. Дезоксирибонуклеины хүчлийн нуклеотидын дараалал нь мРНХ молекулын нуклеотидын дараалалд "дахин бичигдсэн" гэж хэлэх ёстой. РНХ полимераз нь ДНХ-ийн харгалзах хэсэгт наалдаж, давхар мушгиагаа "тайлж", дезоксирибонуклеины хүчлийн бүтцийг хуулж, нэмэлт зарчмын дагуу нуклеотидуудыг нэмж өгдөг. Хэсэг хөдлөхөд нийлэгжсэн РНХ-ийн гинж загвараас холдож, ферментийн ард байрлах ДНХ-ийн давхар мушгиа тэр даруй сэргээгддэг. Хэрэв РНХ полимераз нь хуулсан хэсгийн төгсгөлд хүрвэл РНХ нь матрицаас холдож кариоплазм руу шилжиж, дараа нь цитоплазм руу шилжиж, уургийн биосинтезд оролцдог.
Орчуулах явцад мРНХ молекул дахь нуклеотидын дараалал нь уургийн молекул дахь амин хүчлийн үлдэгдлийн дараалалд шилждэг. Энэ процесс нь цитоплазмд явагддаг бөгөөд мРНХ нэгдэж, полисом үүсдэг.
ДНХ-ийн эх молекулын загвар дээр. Энэ тохиолдолд ДНХ-д шифрлэгдсэн удамшлын материал хоёр дахин нэмэгдэж, охин эсүүдэд хуваагдана.
Холбоосууд
ДНХ-ийн хуулбар (хөдөлгөөнт дүрс) (Англи хэл)
Викимедиа сан. 2010 он.
Бусад толь бичгүүдээс "Хуулбарлах (биологи)" гэж юу болохыг хараарай:
- (Хожуу лат. replicatio давталтаас), репликаци, авторепликаци, нуклейн хүчлийн макромолекулыг өөрөө нөхөн үржих үйл явц, генетикийн үнэн зөв хуулбарыг хангах. мэдээлэл, түүнийг үеэс үед дамжуулах. R. механизмын зүрхэнд ... ... Биологийн нэвтэрхий толь бичиг
биологиБИОЛОГИ (Грекийн био амьдрал ба logos гэсэн үг, сургаал) нь дэлхий дээрх түүний хэлбэр, шинж чанар, холбоо, харилцааны олон янз байдлын илрэл бүхий амьдралын тухай шинжлэх ухааны цогц юм. Энэ нэр томъёог анх 1802 онд нэгэн зэрэг, бие даан санал болгосон... ... Гносеологи ба шинжлэх ухааны гүн ухааны нэвтэрхий толь бичиг
Энэ нэр томъёо нь өөр утгатай, Хуулбарлах-ыг үзнэ үү. Хуулбарлах үйл явцын бүдүүвч дүрслэл, тоонууд нь: (1) саатал ... Википедиа
БИОЛОГИ- Дэлхий дээрх түүний хэлбэр, шинж чанар, холбоо, харилцааны олон янз байдлын илрэлийн талаархи амьдралын талаархи шинжлэх ухааны багц. Энэ нэр томъёог анх 1802 онд Францын нэрт эрдэмтэн Ж.Б. Ламарк, Герман ... ... Шинжлэх ухааны философи: Үндсэн нэр томъёоны тайлбар толь
- (Хожуу лат. replicatio давталт, лат. replico Би буцна, давтна) бүх амьд эсэд тохиолддог нуклейн хүчлүүдийн репликаци, автомат нөхөн үржихүй, автосинтез, өөрөө нөхөн үржих (өөрийгөө хуулбарлах) үйл явц (Нуклеин...-г үзнэ үү. ... Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг- Биохимийн процессыг "in vitro"-д нөхөн сэргээхэд ашигладаг механик болон химийн аргаар устгасан (эсийн ханд, эсгүй систем) эсүүд. Эсийг ханд авахын тулд ашигладаг ... Википедиа
Эс нь бүх амьд организмын (амьдралын эсийн бус хэлбэр гэж нэрлэдэг вирусээс бусад) өөрийн бодисын солилцоотой, бие даан оршин тогтнох чадвартай, бүх амьд организмын бүтэц, амин чухал үйл ажиллагааны анхан шатны нэгж юм. Википедиа
ДНХ-ийн хуулбар- Энэ бол эс хуваагдахаас өмнө хоёр дахин нэмэгдэх үйл явц юм. Заримдаа тэд "ДНХ-ийн репликаци" гэж хэлдэг. Давхардал нь эсийн мөчлөгийн интерфазын S үе шатанд тохиолддог.
Амьд байгальд байгаа удамшлын материалыг өөрөө хуулбарлах нь мэдээжийн хэрэг. Зөвхөн ийм байдлаар хуваагдах явцад үүссэн охин эсүүд нь анхныхтай ижил хэмжээний ДНХ агуулж чадна. Репликацийн ачаар генетикийн программчлагдсан бүх бүтэц, бодисын солилцооны шинж чанарууд хэд хэдэн үе дамжин дамждаг.
Эсийн хуваагдлын үед ижил төрлийн хос ДНХ молекул бүр охин эс рүүгээ ордог. Энэ нь удамшлын мэдээллийг үнэн зөв дамжуулах боломжийг олгодог.
ДНХ-ийн синтез нь эрчим хүч зарцуулдаг, өөрөөр хэлбэл энэ нь эрчим хүч зарцуулдаг процесс юм.
ДНХ-ийн хуулбарлах механизм
ДНХ молекул нь өөрөө (давхардалгүй) давхар мушгиа юм. Репликацийн явцад түүний хоёр нэмэлт хэлхээний хоорондох устөрөгчийн холбоо тасардаг. Одоо загвар-матриц болж байгаа бие даасан гинж бүр дээр түүнд нэмэлт шинэ гинж бий болсон. Ийм байдлаар хоёр ДНХ молекул үүсдэг. Хүн бүр эхийнхээ ДНХ-ээс нэг хэлхээ авдаг, хоёр дахь нь шинээр нийлэгждэг. Тиймээс ДНХ-ийн хуулбарлах механизм нь хагас консерватив(нэг гинж нь хуучин, нэг нь шинэ). Энэхүү хуулбарлах механизм нь 1958 онд батлагдсан.
ДНХ молекул дахь гинж нь эсрэг параллель байдаг. Энэ нь нэг утас 5" төгсгөлөөс 3" хүртэлх чиглэлд, нэмэлт утас нь эсрэг чиглэлд явдаг гэсэн үг юм. 5 ба 3 тоо нь нуклеотид бүрийн нэг хэсэг болох дезоксирибоз дахь нүүрстөрөгчийн атомын тоог илэрхийлдэг. Эдгээр атомуудаар дамжуулан нуклеотидууд хоорондоо фосфодиэстерийн холбоогоор холбогддог. Нэг хэлхээ нь 3" холболттой бол нөгөө нь 5" холболттой байдаг, учир нь энэ нь урвуу, өөрөөр хэлбэл нөгөө чиглэлд явдаг. Тодорхой болгохын тулд та ширээн дээр сууж буй нэгдүгээр ангийн сурагч шиг гараа гар дээрээ тавьсан гэж төсөөлж болно.
ДНХ-ийн шинэ хэлхээний өсөлтийг гүйцэтгэдэг гол фермент нь үүнийг зөвхөн нэг чиглэлд хийж чадна. Тухайлбал: шинэ нуклеотидыг зөвхөн 3" төгсгөлд хавсаргана. Тиймээс синтез нь зөвхөн 5"-аас 3" хүртэлх чиглэлд явагдана.
Гинж нь эсрэг параллель байдаг бөгөөд энэ нь синтез нь өөр өөр чиглэлд явагдах ёстой гэсэн үг юм. Хэрэв ДНХ-ийн хэлхээ нь эхлээд бүрэн хуваагдаж, дараа нь шинэ нэмэлтийг бий болгосон бол энэ нь асуудалгүй болно. Бодит байдал дээр гинж нь тодорхой хэмжээгээр ялгаатай байдаг хуулбарлах гарал үүсэл, мөн эдгээр газруудад матрицын синтез нэн даруй эхэлдэг.
гэж нэрлэгддэг хуулбарлах сэрээ. Энэ тохиолдолд нэг эхийн гинжин хэлхээнд синтез нь салаа салах чиглэлд явагддаг бөгөөд энэ синтез нь тасралтгүй, тасралтгүй явагддаг. Хоёрдахь загвар дээр синтез нь анхны ДНХ-ийн гинжин хэлхээний салалтын чиглэлээс эсрэг чиглэлд явагддаг. Тиймээс ийм урвуу нийлэгжилт нь зөвхөн хэсэг хэсгээр нь тохиолдож болно, үүнийг гэж нэрлэдэг Оказакигийн хэсгүүд. Хожим нь ийм хэлтэрхийнүүд хоорондоо "оёдог".
Үргэлжлүүлэн үрждэг охин хэлхээг дууддаг тэргүүлэх, эсвэл тэргүүлэх. Оказаки хэлтэрхийнүүдээр нийлэгждэг нэг нь юм хоцрогдсон эсвэл хоцрогдсон, учир нь хуваагдмал хуулбар нь удаан байдаг.
Диаграммд эцэг эхийн ДНХ-ийн хэлхээ нь тэргүүлэх охин хэлхээ нийлэгжих чиглэлд аажмаар хуваагддаг. Хоцрогдсон гинжин хэлхээний синтез нь салалтын эсрэг чиглэлд явагддаг тул үүнийг хэсэг хэсгээр нь хийхээс өөр аргагүй болдог.
ДНХ-ийн нийлэгжилтийн гол ферментийн (полимераз) өөр нэг онцлог нь өөрөө нийлэгжилтийг эхлүүлж чаддаггүй, зөвхөн үргэлжлүүлдэг. Түүнд хэрэгтэй үр эсвэл праймер. Тиймээс РНХ-ийн жижиг нэмэлт хэсгийг эхлээд эх хэлхээнд нэгтгэж, дараа нь полимераз ашиглан гинжийг сунгана. Дараа нь праймеруудыг арилгаж, нүхийг дүүргэнэ.
Диаграммд үрийг зөвхөн хоцрогдсон судал дээр харуулав. Үнэн хэрэгтээ тэд ч тэргүүлж байна. Гэсэн хэдий ч энд нэг сэрээ тутамд нэг праймер хэрэгтэй.
Эхийн ДНХ-ийн хэлхээ нь төгсгөлөөс үргэлж салдаггүй, гэхдээ эхлэлийн цэг дээр сэрээ нь нүд, бөмбөлөг хэлбэрээр үүсдэг.
Бөмбөлөг бүр нь хоёр салаатай байж болно, өөрөөр хэлбэл гинж нь хоёр чиглэлд хуваагдана. Гэсэн хэдий ч тэд зөвхөн нэг л зүйлийг хийж чадна. Гэсэн хэдий ч ялгаа нь хоёр чиглэлтэй байвал ДНХ-ийн нэг хэлхээ дээрх эхлэлийн цэгээс синтез нь урагш ба хойшоо гэсэн хоёр чиглэлд явагдана. Энэ тохиолдолд тасралтгүй синтезийг нэг чиглэлд, Оказаки хэлтэрхийнүүд нөгөө чиглэлд хийнэ.
Прокариот ДНХ нь шугаман биш, харин дугуй бүтэцтэй бөгөөд хуулбарлах цорын ганц гарал үүсэлтэй байдаг.
Диаграмм нь ДНХ-ийн үндсэн молекулын хоёр хэлхээг улаан, цэнхэр өнгөөр харуулж байна. Шинээр нийлэгжсэн хэлхээг тасархай шугамаар харуулав.
Прокариотуудад ДНХ өөрөө хуулбарлах нь эукариотуудаас илүү хурдан байдаг. Хэрэв эукариотуудад репликацийн хурд секундэд хэдэн зуун нуклеотид байдаг бол прокариотуудад мянга ба түүнээс дээш байдаг.
Хуулбарлах ферментүүд
ДНХ-ийн хуулбарыг ферментийн бүхэл бүтэн цогцолбороор хангадаг хариу үйлдэл. 15 гаруй фермент, репликацийн уураг байдаг.
Гол хуулбарлах фермент нь аль хэдийн дурдсан байдаг ДНХ полимераз(үнэндээ хэд хэдэн өөр өөр байдаг), энэ нь гинжийг шууд сунгадаг. Энэ нь ферментийн цорын ганц үүрэг биш юм. Полимераз нь аль нуклеотидыг төгсгөлд нь холбохыг оролдож байгааг "шалгах" чадвартай. Хэрэв тохиромжгүй бол тэр үүнийг устгана. Өөрөөр хэлбэл, ДНХ-ийн хэсэгчилсэн засвар, өөрөөр хэлбэл хуулбарлах алдааг засах нь синтезийн үе шатанд аль хэдийн явагддаг.
Нуклеоплазмд (эсвэл бактери дахь цитоплазм) олдсон нуклеотидууд нь трифосфат хэлбэрээр байдаг, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь нуклеотид биш, харин дезоксинуклеозид трифосфатууд (dATP, dTTP, dGTP, dCTP) юм. Эдгээр нь гурван фосфатын үлдэгдэлтэй ATP-тэй төстэй бөгөөд тэдгээрийн хоёр нь өндөр энергийн холбоогоор холбогддог. Ийм холбоо тасрахад маш их энерги ялгардаг. Мөн дезоксинуклеозид трифосфатууд нь хоёр өндөр энергийн холбоотой байдаг. Полимераз нь сүүлийн хоёр фосфатыг салгаж, ялгарсан энергийг ДНХ полимержих урвалд зарцуулдаг.
Фермент геликазЗагвар ДНХ-ийн хэлхээг тэдгээрийн хоорондох устөрөгчийн холбоог таслах замаар тусгаарладаг.
ДНХ молекул нь давхар мушгиа тул холбоо тасрах нь улам их мушгиа үүсгэдэг. Хоёр олсыг бие биенээсээ эргүүлж, нэг талдаа нэг үзүүрийг баруун тийш, нөгөөг нь зүүн тийш татна гэж төсөөлөөд үз дээ. Нэхмэл хэсэг нь улам бүр муруйж, чангарах болно.
Ийм хурцадмал байдлыг арилгахын тулд тэнхлэгээ тойрон хурдан эргэлдэж, үүссэн суперспиралжилтыг "дахин тохируулах" хэвээр байгаа хэвээр байгаа давхар мушгиа шаардлагатай. Гэсэн хэдий ч энэ нь хэт их эрчим хүч зарцуулдаг. Тиймээс эсүүдэд өөр механизм хэрэгждэг. Фермент топоизомеразаутаснуудын аль нэгийг нь тасалж, хоёр дахь нь завсраар дамжуулж, эхнийх нь дахин оёдог. Үүний үр дүнд үүссэн супер ороомог ингэж арилдаг.
Геликазын үйл ажиллагааны үр дүнд тусгаарлагдсан загвар ДНХ-ийн хэлхээ нь устөрөгчийн холбоогоороо дахин холбогдохыг оролддог. Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд тэд арга хэмжээ авдаг ДНХ холбогч уураг. Эдгээр нь урвалыг хурдасгадаггүй гэсэн утгаараа фермент биш юм. Ийм уургууд нь ДНХ-ийн хэлхээнд бүхэл бүтэн уртын дагуу наалдаж, загвар ДНХ-ийн нэмэлт хэлхээг хаахаас сэргийлдэг.
Праймерууд нийлэгждэг РНХ примаза. Мөн тэдгээрийг устгасан экзонуклеаз. Праймерыг арилгасны дараа нүхийг өөр төрлийн полимеразаар дүүргэнэ. Гэсэн хэдий ч энэ тохиолдолд ДНХ-ийн бие даасан хэсгүүдийг хооронд нь оёдоггүй.
Синтезжүүлсэн гинжин хэлхээний бие даасан хэсгүүд нь репликацийн ферментээр хоорондоо холбогддог. ДНХ лигаз.
Энэ нь удамшлын молекул тул энэ чанарыг хэрэгжүүлэхийн тулд өөрийгөө үнэн зөв хуулбарлаж, анхны ДНХ молекул дахь бүх мэдээллийг нуклеотидын тодорхой дараалал хэлбэрээр хадгалах ёстой. Энэ нь ДНХ-ийн репликаци гэж нэрлэгддэг биеийн аль ч эсийг хуваахаас өмнө тусгай процессоор дамжуулан хүрдэг.
ДНХ-ийн репликацийн мөн чанар нь тусгай фермент нь хоёр гинжин хэлхээний нуклеотидыг холбосон сул устөрөгчийн холбоог тасалдаг явдал юм. Үүний үр дүнд ДНХ-ийн хэлхээ тусгаарлагдаж, чөлөөт азотын суурь нь хэлхээ бүрээс "наалддаг" (хуулбарлах сэрээ гэж нэрлэгддэг харагдах байдал). Тусгай фермент ДНХ полимераза нь чөлөөт ДНХ-ийн хэлхээний дагуу 5-аас 3-т (тэргүүлэх хэлхээ) хөдөлж, шинэ нийлэгжсэн ДНХ-ийн хэлхээний 3" төгсгөлд эсэд байнга нийлэгждэг чөлөөт нуклеотидуудыг бэхлэхэд тусалдаг. ДНХ-ийн хоёр дахь хэлхээнд (хоцрогдсон хэлхээ) шинэ ДНХ нь 1000-2000 ширхэгээс бүрдэх жижиг сегмент хэлбэрээр үүсдэг. нуклеотидууд(Оказакигийн хэлтэрхий).
Энэ хэлхээний ДНХ-ийн хэсгүүдийн хуулбарыг эхлүүлэхийн тулд богино РНХ фрагментийн синтез шаардлагатай (онцлог шинж чанаруудын талаар). РНХДоор хэлэлцэх болно) праймер болгон, үүнд тусгай фермент ашигладаг - РНХ полимераз (примаза). Дараа нь РНХ-ийн праймеруудыг зайлуулж, ДНХ полимераз I ашиглан үүссэн цоорхойд ДНХ-ийг оруулна. Иймээс ДНХ-ийн хэлхээ бүрийг нэмэлт хэлхээ үүсгэх загвар эсвэл загвар болгон ашигладаг бөгөөд ДНХ-ийн репликац нь хагас консерватив (жишээ нь нэг). ДНХ-ийн шинэ молекул дахь хэлхээ нь "хуучин", хоёр дахь нь шинэ).
Эс нь тэргүүлэх болон хоцрогдсон хэлхээг хуулбарлахын тулд өөр өөр ферментийг ашигладаг. Репликацийн үр дүнд хоёр шинэ туйлын ижил ДНХ молекул үүсдэг бөгөөд тэдгээр нь репликаци эхлэхээс өмнө анхны ДНХ молекултай ижил байдаг (ДНХ-ийн хуулбарлах үйл явцыг 3.5-р зурагт илүү дэлгэрэнгүй харуулав). ДНХ полимераз нь бусад ферментийн нэгэн адил чөлөөт ДНХ-ийн гинжин хэлхээнд нэмэлт нуклеотид нэмэх үйл явцыг ихээхэн хурдасгадаг боловч химийн хамаарал аденинТимин рүү, мөн цитозинГуанин нь маш их байдаг тул энгийн урвалын холимогт ДНХ полимераз байхгүй үед ч бие биетэйгээ нийлдэг.
Энэ молекулын суурийн нэмэлт дээр үндэслэсэн ДНХ молекулын яг хоёр дахин нэмэгдэх үзэгдэл нь удамшлын молекулын үндсийг бүрдүүлдэг гэж бид зарим талаараа хялбаршуулж хэлж чадна. Хүний ДНХ-ийн репликацийн хурд харьцангуй удаан бөгөөд хэрэв нэг цэгээс репликаци эхэлсэн бол хүний аливаа хромосомын ДНХ-ийг хуулбарлахад хэдэн долоо хоног шаардагдана. Үнэн хэрэгтээ аливаа хромосомын ДНХ-ийн молекулд хүний хромосом бүр зөвхөн нэг ДНХ молекул агуулдаг тул репликацийг эхлүүлэх олон газар (репликон) байдаг. Репликон бүрээс хөрш зэргэлдээх хуулбарууд нэгдэх хүртэл хоёр чиглэлд хуулбарлагдана. Тиймээс тус бүрт ДНХ-ийн репликаци хромосомхарьцангуй хурдан явагддаг.
Репликаци (Латин хэлнээс replicatio - шинэчлэх) нь эх ДНХ молекулын матриц дээр охин ДНХ молекулыг нэгтгэх үйл явц юм. Эх эсийн дараагийн хуваагдлын явцад охин эс бүр анхны эх эсийн ДНХ-тэй ижил ДНХ молекулын нэг хувийг хүлээн авдаг. Энэ үйл явц нь удамшлын мэдээлэл нь үеэс үед үнэн зөв дамждаг. ДНХ-ийн репликацийг реплисом гэж нэрлэдэг 15-20 өөр уурагаас бүрдэх ферментийн цогц цогцолбор гүйцэтгэдэг.
ДНХ-ийн хуулбар нь эсийн хуваагдлын гол үйл явдал юм. Хуваагдах үед ДНХ бүрэн, зөвхөн нэг удаа хуулбарлагдсан байх нь чухал юм. Энэ нь ДНХ-ийн репликацийг зохицуулах тодорхой механизмаар хангадаг.
Хуулбарлах нь дотор явагддаг гурван үе шат:
1. Хуулбарлах эхлэл
2. Сунгах
3. Хуулбарлах ажиллагааг зогсоох.
Хуулбарлах зохицуулалт нь ихэвчлэн эхлэлийн шатанд явагддаг. Үүнийг хэрэгжүүлэхэд маш хялбар, учир нь репликаци нь ДНХ-ийн аль ч хэсгээс биш, харин репликацийг эхлүүлэх цэг гэж нэрлэгддэг хатуу тодорхойлогдсон хэсгээс эхэлж болно. Геномд нэг эсвэл олон ийм сайт байж болно. Репликон гэдэг ойлголт нь хуулбарлах эхлэлийн талбайн тухай ойлголттой нягт холбоотой. Репликон гэдэг нь репликацын гарал үүслийг агуулсан ДНХ-ийн хэсэг бөгөөд энэ газраас ДНХ-ийн нийлэгжилт эхэлсний дараа хуулбарлагддаг. Бактерийн геномууд нь ихэвчлэн нэг репликон байдаг бөгөөд энэ нь геномыг бүхэлд нь хуулбарлах нь зөвхөн нэг репликацын эхлэлээс үүсдэг гэсэн үг юм.
Эукариот геномууд (түүнчлэн тэдгээрийн бие даасан хромосомууд) олон тооны бие даасан репликонуудаас бүрддэг бөгөөд энэ нь бие даасан хромосомын нийт хуулбарлах хугацааг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Нэг эсийн хуваагдлын мөчлөгийн үед сайт бүр дээр репликацийг эхлүүлэх үйл явдлын тоог хянадаг молекулын механизмыг хуулбарын тооны хяналт гэж нэрлэдэг. Хромосомын ДНХ-ээс гадна бактерийн эсүүд ихэвчлэн бие даасан хуулбар болох плазмид агуулдаг. Плазмидууд нь хуулбарын дугаарыг хянах өөрийн гэсэн механизмтай байдаг: тэд нэг эсийн мөчлөгт плазмидын зөвхөн нэг хуулбар буюу мянга мянган хуулбарыг нийлэгжүүлж чаддаг.
Репликаци нь ДНХ-ийн давхар спираль задрахаас эхлэн репликацын эхлэлээс эхэлдэг бөгөөд энэ нь репликацын салаа буюу ДНХ-ийн шууд хуулбарлах цэгийг үүсгэдэг. Сайт бүр хуулбарлах нь нэг чиглэлтэй эсвэл хоёр чиглэлтэй эсэхээс хамааран нэг эсвэл хоёр репликацын салаа үүсгэж болно. Хоёр чиглэлтэй хуулбарлах нь илүү түгээмэл байдаг. Репликаци эхэлснээс хойш хэсэг хугацааны дараа хуулбарлах нүдийг электрон микроскопоор ажиглаж болно - ДНХ аль хэдийн хуулбарлагдсан хромосомын хэсэг, хуулбарлагдаагүй ДНХ-ийн илүү өргөтгөсөн хэсгүүдээр хүрээлэгдсэн.
Хуулбарлах салаа дээр ДНХ нь гол фермент нь ДНХ полимераз болох том уургийн цогцолборыг (реплисом) хуулдаг. Хуулбарлах салаа нь прокариотуудад минутанд 100,000 суурь хос, эукариотуудад 500-5000 орчим хурдтай хөдөлдөг.
Молекулын хуулбарлах механизм:
Ферментүүд (геликаз, топоизомераза) болон ДНХ холбогч уургууд нь ДНХ-ийг задалж, загварыг шингэлж, ДНХ-ийн молекулыг эргүүлдэг. Зөв хуулбарлах нь нэмэлт суурь хосуудын яг таарч, алдааг таньж, засах чадвартай ДНХ полимеразын идэвхжилээр хангагдана. Эукариотуудад репликацийг хэд хэдэн өөр ДНХ полимеразууд гүйцэтгэдэг (прокариотуудад ДНХ-ийн репликациас ялгаатай).
ДНХ полимераз I нь хоцрогдсон хэлхээнд үйлчилж, РНХ праймеруудыг арилгаж, цэвэршүүлсэн ДНХ-ийн хэсгүүдийг урьдчилан хуулбарлах болно. ДНХ полимераз III нь хоцрогдсон хэлхээний нийлэгжилтийн явцад ДНХ ба Оказаки фрагментийн тэргүүлэх хэлхээг нэгтгэдэг ДНХ-ийн репликацийн гол фермент юм (Оказаки фрагментууд нь ДНХ-ийн репликацын үед хоцрогдсон хэлхээ дээр үүсдэг харьцангуй богино ДНХ-ийн хэлтэрхийнүүд юм). Дараа нь нийлэгжсэн молекулууд нь хэт ороомог, цаашлаад ДНХ-ийн нягтралын зарчмын дагуу мушгина. Синтез нь эрчим хүч зарцуулдаг.
ДНХ молекулын хэлхээ нь хуваагдаж, репликацын салаа үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь шинэ нэмэлт хэлхээ нийлэгждэг загвар болж хувирдаг. Үүний үр дүнд хоёр хэлхээтэй ДНХ-ийн хоёр шинэ молекул үүсдэг бөгөөд энэ нь үндсэн молекултай ижил юм.
