1
00:00:00,620 --> 00:00:03,320
Нека поговорим малко по-задълбочено

2
00:00:03,326 --> 00:00:05,800
за това как ДНК се копира сама,

3
00:00:05,805 --> 00:00:06,845
как точно се реплицира

4
00:00:06,845 --> 00:00:08,123
и кои са реално

5
00:00:08,123 --> 00:00:11,150
участниците в процеса.

6
00:00:11,150 --> 00:00:13,166
Като обяснявам тези неща, ще споменавам

7
00:00:13,166 --> 00:00:17,704
често 3' и 5' краищата на ДНК молекулата.

8
00:00:17,704 --> 00:00:20,013
Ако ти е напълно непознато,

9
00:00:20,013 --> 00:00:22,163
те насърчавам да изгледаш видеото

10
00:00:22,163 --> 00:00:26,041
за антипаралелната структура на ДНК.

11
00:00:26,041 --> 00:00:28,163
Ще направя бърз преговор на това,

12
00:00:28,163 --> 00:00:31,355
в случай че си го гледал, но е било отдавна.

13
00:00:31,355 --> 00:00:33,042
Това е увеличение на ДНК.

14
00:00:33,042 --> 00:00:35,497
Всъщност е увеличението от същото онова видео.

15
00:00:35,497 --> 00:00:37,934
И когато говорим за 5' и 3' краища,

16
00:00:37,934 --> 00:00:40,848
имаме предвид какво се случва с рибозите,

17
00:00:40,848 --> 00:00:44,930
които формират част от този фосфатно-захариден скелет.

18
00:00:44,930 --> 00:00:47,051
Имаме рибозата ето тук

19
00:00:47,051 --> 00:00:48,639
5-въглероден захарид.

20
00:00:48,639 --> 00:00:50,900
И можем да преброим въглеродите.

21
00:00:50,900 --> 00:00:54,876
Това е 1 прим въглерод, това - 2 прим,

22
00:00:54,876 --> 00:00:58,516
това е 3 прим, този 4 прим,

23
00:00:58,516 --> 00:01:00,641
а този 5 прим въглерод.

24
00:01:00,641 --> 00:01:02,891
Тази страна на стълбата,

25
00:01:04,641 --> 00:01:05,693
образно казано,

26
00:01:05,693 --> 00:01:07,642
върви към...

27
00:01:07,642 --> 00:01:10,526
нека сложа линия тук...

28
00:01:10,526 --> 00:01:13,859
Тя върви в посока 3' към 5'

29
00:01:15,308 --> 00:01:19,498
Този край е 3', а този е 5'.

30
00:01:19,498 --> 00:01:20,886
Върви от 3' към 5'.

31
00:01:20,886 --> 00:01:23,550
Забележи, този фосфат е свързан с 3'.

32
00:01:23,550 --> 00:01:25,934
После отиваме към 5', което се свързва с фосфат.

33
00:01:25,934 --> 00:01:27,358
Това е свързано с 3',

34
00:01:27,358 --> 00:01:28,464
следващото с...

35
00:01:28,464 --> 00:01:31,463
5', който е свързан с фосфат.

36
00:01:31,463 --> 00:01:34,003
Сега от другата страна, наричаме това антипаралелно.

37
00:01:34,003 --> 00:01:36,676
Паралено е, но е ориентирано в другата посока.

38
00:01:36,676 --> 00:01:39,509
Това е 3', това е 5',

39
00:01:40,379 --> 00:01:43,515
това 3', а това 5'.

40
00:01:43,520 --> 00:01:44,979
И точно за това говорим, като

41
00:01:44,980 --> 00:01:47,560
казваме антипаралелна структура.

42
00:01:47,563 --> 00:01:49,418
Тези два гръбнака,

43
00:01:49,418 --> 00:01:51,449
тези две нишки са паралелни една на друга,

44
00:01:51,449 --> 00:01:54,661
но са ориентирани в противоположни посоки.

45
00:01:54,661 --> 00:01:58,833
Това е 3'-краят, а това е 5'-краят.

46
00:01:58,833 --> 00:02:00,402
И това ще бъде много важно

47
00:02:00,402 --> 00:02:02,070
за разбирането на репликацията,

48
00:02:02,070 --> 00:02:04,030
защото ДНК-полимеразата –

49
00:02:04,030 --> 00:02:06,767
нещото, което добавя още и още нуклеотиди,

50
00:02:06,767 --> 00:02:09,327
за да създаде ДНК нишка,

51
00:02:09,327 --> 00:02:12,827
тя може да добавя нуклеотиди само от 3'-края.

52
00:02:13,872 --> 00:02:16,828
Ако отнесем това към схемата,

53
00:02:16,828 --> 00:02:18,456
ще можем да добавяме,

54
00:02:18,456 --> 00:02:21,741
ще можем да добавяме само в тази посока.

55
00:02:21,741 --> 00:02:24,250
Няма да можем да добавяме

56
00:02:24,250 --> 00:02:27,000
от тази страна натам.

57
00:02:27,000 --> 00:02:29,386
Един начин да мислиш за това е, че

58
00:02:29,386 --> 00:02:33,074
можеш да добавяш нуклеотиди само от 3'-края.

59
00:02:33,080 --> 00:02:38,140
Или че можеш да удължиш ДНК веригата само като вървиш от 5' към 3'.

60
00:02:38,360 --> 00:02:40,978
Ако добавяш само от края 3',

61
00:02:40,978 --> 00:02:45,038
тогава ще вървиш в посока от 5' към 3'.

62
00:02:45,038 --> 00:02:47,733
Не можеш да тръгнеш от 3' към 5'.

63
00:02:47,733 --> 00:02:52,410
С полимеразата не можеш да добавяш от страна на 5'.

64
00:02:52,410 --> 00:02:55,146
Какво имам предвид под с полимераза?

65
00:02:55,146 --> 00:02:57,046
Нека разгледаме тази диаграма,

66
00:02:57,046 --> 00:02:58,985
която дава добър общ поглед

67
00:02:58,985 --> 00:03:01,023
над всички участници.

68
00:03:01,023 --> 00:03:03,512
Това е нашата ДНК нишка.

69
00:03:03,512 --> 00:03:07,270
Това е естествената ѝ

70
00:03:07,270 --> 00:03:09,769
нереплицирана форма.

71
00:03:09,769 --> 00:03:13,591
И, виждаш, тук са маркирани 3' и 5' краищата.

72
00:03:13,591 --> 00:03:15,436
Можеш да проследиш един от тези стълбове.

73
00:03:15,436 --> 00:03:19,204
Това 3', ако го проследиш до ето тук,

74
00:03:19,204 --> 00:03:22,914
от другата страна е съответстващият 5 прим край.

75
00:03:22,914 --> 00:03:26,741
Това и това са една и съща нишка.

76
00:03:26,741 --> 00:03:29,680
И този, ако го проследиш,

77
00:03:29,680 --> 00:03:32,400
ако стигнеш до края, е една и съща нишка.

78
00:03:32,400 --> 00:03:33,960
Това е 3'-краят.

79
00:03:33,960 --> 00:03:37,820
3'-краят, а другото е 5'-краят.

80
00:03:38,954 --> 00:03:40,118
Първото нещо...

81
00:03:40,118 --> 00:03:41,795
Говорили сме за това в предни видеа,

82
00:03:41,795 --> 00:03:44,154
където правим преглед на копирането на ДНК.

83
00:03:44,154 --> 00:03:48,321
Основната идея е, че двете страни на нашата спирала,

84
00:03:49,992 --> 00:03:54,031
на двойната спирала, трябва да се разделят.

85
00:03:54,031 --> 00:03:56,271
И тогава можем да построим

86
00:03:56,271 --> 00:03:58,757
другата страна на стълбата,

87
00:03:58,757 --> 00:04:01,076
от всеки един от тези разделени краища.

88
00:04:01,076 --> 00:04:04,092
Можеш да си го представиш като цип.

89
00:04:04,092 --> 00:04:08,299
Разкопчаваш го и после слагаш нови зъбци от другия край.

90
00:04:08,299 --> 00:04:10,041
Но в действителност това

91
00:04:10,041 --> 00:04:12,419
е доста по-сложно от това да кажем:

92
00:04:12,419 --> 00:04:15,300
"Хайде да отворим ципа и да сложим нови зъбци."

93
00:04:15,300 --> 00:04:18,296
Участват един куп ензими и всякакви други неща.

94
00:04:18,296 --> 00:04:20,151
И дори на тази диаграма

95
00:04:20,151 --> 00:04:21,845
не показваме всички участници,

96
00:04:21,845 --> 00:04:24,000
но представяме основните.

97
00:04:24,000 --> 00:04:26,459
Поне онези, които се дискутират, когато

98
00:04:26,459 --> 00:04:30,249
хората говорят за репликация на ДНК.

99
00:04:30,249 --> 00:04:31,576
Първото нещо, което трябва да се случи

100
00:04:31,576 --> 00:04:35,484
ето тук – всичко тук е намотано стегнато.

101
00:04:35,484 --> 00:04:37,100
Нека запиша това.

102
00:04:37,120 --> 00:04:38,860
Стегнато намотано.

103
00:04:40,302 --> 00:04:41,443
И се оказва, че

104
00:04:41,443 --> 00:04:44,052
колкото повече го размотаваме от едната страна,

105
00:04:44,052 --> 00:04:46,421
толкова по-стегнато се завива от другата.

106
00:04:46,421 --> 00:04:48,903
Така че, за да разкопчаем ципа,

107
00:04:48,903 --> 00:04:50,584
имаме нужда от ензим,

108
00:04:50,584 --> 00:04:54,861
който да ни помогне да развинтим здраво намотаната спирала.

109
00:04:54,861 --> 00:04:58,676
И този ензим е топоизомераза.

110
00:04:58,676 --> 00:05:00,993
Начинът, по който работи,

111
00:05:00,993 --> 00:05:04,776
е следният: временно разрушава части от веригите,

112
00:05:04,776 --> 00:05:07,982
така че да може да се развият, и след това отново да се съберат.

113
00:05:07,982 --> 00:05:11,097
Но основната идея е, че я размотава.

114
00:05:11,097 --> 00:05:12,762
След това ензимът хеликаза...

115
00:05:12,762 --> 00:05:14,044
Хеликазата реално не изглежда

116
00:05:14,044 --> 00:05:16,351
като това малко триъгълниче, което прорязва неща.

117
00:05:16,351 --> 00:05:18,057
В действителност те са много по-изумителни.

118
00:05:18,057 --> 00:05:19,427
Ако можеш реално да видиш

119
00:05:19,427 --> 00:05:21,659
молекулната структура на хеликазата.

120
00:05:21,659 --> 00:05:23,437
Но това, което върши тя,

121
00:05:23,437 --> 00:05:26,874
е да разруши тези водородни връзки между

122
00:05:26,874 --> 00:05:29,156
нашите нитрогенни основи.

123
00:05:29,156 --> 00:05:31,550
В този случай имаме аденин тук и тимин.

124
00:05:31,550 --> 00:05:35,514
И тя ще разруши тази водородна връзка между тези двете.

125
00:05:35,514 --> 00:05:37,514
Първо го размотаваш,

126
00:05:39,511 --> 00:05:40,841
после хеликазата...

127
00:05:40,841 --> 00:05:42,831
Топоизомеразата я размотава,

128
00:05:42,831 --> 00:05:45,555
а след това хеликазата я разделя.

129
00:05:45,555 --> 00:05:47,504
След това разглеждаме

130
00:05:47,504 --> 00:05:49,744
тези две влакна по различен начин,

131
00:05:49,744 --> 00:05:51,109
защото можеш

132
00:05:51,109 --> 00:05:53,633
да добавяш нуклеотиди

133
00:05:53,633 --> 00:05:56,466
само вървейки от 5' към 3'.

134
00:05:57,693 --> 00:05:59,864
Тази нишка отдолу ето тук,

135
00:05:59,864 --> 00:06:02,399
която ще наречем водеща верига...

136
00:06:02,399 --> 00:06:04,236
Помниш, че това е

137
00:06:04,236 --> 00:06:06,428
5'-краят ето тук.

138
00:06:06,428 --> 00:06:07,829
така че тя може да

139
00:06:07,829 --> 00:06:10,349
добавя, като се движи в тази посока.

140
00:06:10,349 --> 00:06:13,527
В тази посока ето тук.

141
00:06:13,527 --> 00:06:15,277
Това е от 5' към 3'.

142
00:06:16,496 --> 00:06:20,116
И тук ти трябва нещо, което да стартира процеса.

143
00:06:20,120 --> 00:06:22,360
Трябва ти РНК праймер.

144
00:06:22,820 --> 00:06:26,234
Участникът, който слага РНК праймер

145
00:06:26,234 --> 00:06:28,107
е ДНК-примазата.

146
00:06:28,107 --> 00:06:29,684
Ще говорим повече за тези участници

147
00:06:29,684 --> 00:06:31,967
тук горе при изоставащата верига.

148
00:06:31,967 --> 00:06:33,328
Но те добавят РНК.

149
00:06:33,328 --> 00:06:35,650
Нека го оцветя, за да видиш.

150
00:06:35,650 --> 00:06:37,768
РНК праймерът ще бъде добавен тук.

151
00:06:37,768 --> 00:06:39,598
И като има праймер,

152
00:06:39,598 --> 00:06:44,239
ДНК-полимеразата може да започне да добавя

153
00:06:44,239 --> 00:06:47,159
нуклеотиди от 3'-края.

154
00:06:47,159 --> 00:06:49,430
На водещата верига ѝ е толкова лесно,

155
00:06:49,430 --> 00:06:52,680
заради тази ДНК-полимераза ето тук.

156
00:06:53,613 --> 00:06:55,692
Тази полимераза. Още веднъж –

157
00:06:55,692 --> 00:06:59,107
те не са тези перфектни квадрати като на тази диаграма.

158
00:06:59,107 --> 00:07:01,326
Те са много по-изумителни от това.

159
00:07:01,326 --> 00:07:02,712
Виждаш полимеразата тук горе,

160
00:07:02,712 --> 00:07:07,079
виждаш я и ето тук.

161
00:07:07,079 --> 00:07:08,477
Тази полимераза може просто...

162
00:07:08,477 --> 00:07:11,601
...Можеш да си я представиш като отворен цип.

163
00:07:11,601 --> 00:07:13,473
След това само добавяш

164
00:07:13,473 --> 00:07:17,191
нуклеотиди от 3'-края.

165
00:07:17,191 --> 00:07:20,831
Това изглежда доста праволинейно.

166
00:07:20,831 --> 00:07:23,232
Може би ще с кажеш: "Нямаше ли да е

167
00:07:23,232 --> 00:07:26,893
лесно да можем да добавяме нуклеотиди откъм 5'-края?"

168
00:07:26,893 --> 00:07:28,433
Понеже тогава можем да кажем,

169
00:07:28,433 --> 00:07:31,128
това върви от 3' към 5' –

170
00:07:31,128 --> 00:07:33,399
тогава може би полимеразата или друга полимераза

171
00:07:33,400 --> 00:07:35,820
ще може просто да добавя нуклеотиди по този начин

172
00:07:35,820 --> 00:07:37,300
и всичко ще е лесно.

173
00:07:37,308 --> 00:07:40,011
Оказва се, че случаят не е такъв.

174
00:07:40,011 --> 00:07:43,841
Не можеш да добавяш нуклеотиди от 5'-края.

175
00:07:43,841 --> 00:07:46,620
Нека го изясня. Това е 3' ето тук.

176
00:07:46,620 --> 00:07:48,401
Говоря за тази нишка.

177
00:07:48,401 --> 00:07:50,295
Тази верига ето тук.

178
00:07:50,295 --> 00:07:52,332
Нека го оцветя в различен цвят.

179
00:07:52,332 --> 00:07:55,454
Ето тази верига тук.

180
00:07:55,454 --> 00:07:58,856
Това е 3'-краят, а това – 5'-краят.

181
00:07:58,856 --> 00:07:59,689
Така че не можеш

182
00:07:59,689 --> 00:08:03,343
просто да добавиш нуклеотиди тук.

183
00:08:03,343 --> 00:08:06,343
Тогава как биологията се справя с този проблем?

184
00:08:07,439 --> 00:08:10,659
Това става с добавянето на праймери.

185
00:08:10,659 --> 00:08:14,278
Докато това разкопчаване се случва, се добавят праймери.

186
00:08:14,278 --> 00:08:17,197
Тази диаграма показва праймера като един нуклеотид.

187
00:08:17,197 --> 00:08:19,570
Но типичният праймер е съставен от няколко нуклеотида.

188
00:08:19,570 --> 00:08:21,467
Към 10 нуклеотида.

189
00:08:21,467 --> 00:08:25,634
Значи ще добави околко 10 РНК нуклеорида ето тук.

190
00:08:27,151 --> 00:08:29,060
и това става от ДНК-примазата.

191
00:08:29,060 --> 00:08:32,415
ДНК-примазата върви по изоставащата

192
00:08:32,415 --> 00:08:36,800
верига - тази страна. Горната нишка.

193
00:08:36,800 --> 00:08:38,382
И добавя

194
00:08:38,382 --> 00:08:41,280
РНК праймер.

195
00:08:41,280 --> 00:08:42,773
Който не е само един нуклеотид.

196
00:08:42,773 --> 00:08:45,186
Обикновено са повече.

197
00:08:45,186 --> 00:08:48,008
И като имаш РНК праймер,

198
00:08:48,008 --> 00:08:52,175
полимеразата може да добавя от 5' към 3'.

199
00:08:53,340 --> 00:08:55,820
Може да добавя от 3'-края.

200
00:08:56,120 --> 00:08:58,600
Тогава може да почне да добавя

201
00:08:58,606 --> 00:09:00,918
ДНК по този начин

202
00:09:00,918 --> 00:09:02,286
Можеш да си представиш този процес:

203
00:09:02,286 --> 00:09:06,766
добавяш примазата, някакво количество праймер ето тук,

204
00:09:06,766 --> 00:09:10,933
и започваш да строиш в посоката от 5' към 3'.

205
00:09:12,465 --> 00:09:14,684
Започваш да строиш така

206
00:09:14,684 --> 00:09:16,818
и после пропускаш малко и започваш отново.

207
00:09:16,818 --> 00:09:20,665
Накрая имаш тези фрагменти ДНК.

208
00:09:20,665 --> 00:09:24,492
Те се наричат Фрагменти на Оказаки.

209
00:09:24,492 --> 00:09:26,909
Фрагменти на Оказаки.

210
00:09:28,251 --> 00:09:30,750
Това, което се случва тук на изоставащата верига,

211
00:09:30,750 --> 00:09:31,900
можеш да си го представиш...

212
00:09:31,900 --> 00:09:32,820
Всъщност защо се нарича изоставаща верига?

213
00:09:32,820 --> 00:09:34,996
Ами налага се да добавяш

214
00:09:34,996 --> 00:09:36,555
по не най-оптималния начин

215
00:09:36,555 --> 00:09:39,020
като създаваш тези фрагменти на Оказаки,

216
00:09:39,020 --> 00:09:41,337
докато следваш разтварянето на веригата.

217
00:09:41,337 --> 00:09:45,600
Затова тази страна изостава, забавя се процесът.

218
00:09:45,600 --> 00:09:49,074
Но тогава всички тези нишки могат да се съединят

219
00:09:49,074 --> 00:09:50,824
чрез ДНК-лигазата.

220
00:09:52,195 --> 00:09:55,927
ДНК-лигазата. Не само ще ги съедини,

221
00:09:55,927 --> 00:09:59,148
но ще имаш РНК заменено

222
00:09:59,148 --> 00:10:02,102
с ДНК. И когато целият процес

223
00:10:02,102 --> 00:10:05,623
приключи ще имаш копирана веригата на ДНК.

224
00:10:05,623 --> 00:10:08,293
Създадена ето тук.

225
00:10:08,293 --> 00:10:10,995
Когато всичко приключи, ще имаш две двойни нишки –

226
00:10:10,995 --> 00:10:12,904
една тук горе при изоставащата верига

227
00:10:12,904 --> 00:10:16,321
и една долу при водещата верига.