בואו נדבר קצת יותר לעומק
על איך DNA בעצם מעתיק את עצמו,
איך הוא בעצם משוכפל,
ואנחנו נדבר על
השחקנים בפועל בתהליך.
עכשיו, כמו שאני מדבר על זה, אני הולך לדבר הרבה
על קצוות 3' ו 5' של מולקולת הדנ"א,
ואם לגמרי לא מוכר לך,
אני ממליץ לך לצפות בסרטון
על המבנה האנטי-מקביל של ה- DNA.
ואני אתן קצת סקירה מהירה כאן,
למקרה שראית את אבל זה היה לפני זמן מה.
זוהי התקרבות ל- DNA,
זה בעצם-תקריב מהווידאו הזה,
וכאשר אנחנו מדברים על קצוות 5' ו 3',
אנחנו מתכוונים למה שקורה על הריבוזים
שנוצרו בחלקם על עמוד השדרה הסוכרי פוספטי.
אז יש לנו כאן ריבוז,
חמש-סוכר חמצני,
ואנחנו יכולים למנות את הפחמנים;
זהו פחמן 1' , זה פחמן 2' ,
זה פחמן 3' , זה פחמן 4' ,
וזה פחמן 5' .
אז הצד הזה של הסולם,
אתה יכול לומר,
זה הולך ב ...
זה הולך, תן לי למתוח קו קטן כאן,
זה קורה בכיוון מ- 3' ל 5' .
אז בסופו של דבר זה הוא 3' ואז בסוף זה 5' .
זה הולך מ- 3' ל- 5' .
שימו לב שלוש, הפוספט הזה מתחבר ל- 3' ,
אז אנחנו הולכים ל 5' שמתחבר לפוספט,
זה מתחבר ל- 3' ,
אז זה מתחבר--
אז אנחנו הולכים ל 5' שמתחבר לפוספט.
עכשיו בסוף הזה, כפי שאנחנו אומר זה אנטי-מקביל.
זה מקביל, אבל מכוון לכיוון השני.
אז זהו ה 3' , זה הוא ה 5' ,
זה ה- 3' , זה ה- 5' .
ולכן זה פשוט מה שאנחנו מדברים עליו
כאשר אנו מדברים על המבנה האנטי-מקביל.
שני עמודי השדרה האלו,
שני הגדילים האלה מקבילים זה לזה,
אבל הם מכוונים בכיוונים מנוגדים.
אז זה הסוף ה- 3' וזה הסוף ה- 5' .
וזה הולך להיות ממש חשוב
להבנה של שכפול,
משום שה- DNA פולימרז,
הדברים שמוסיפים עוד ועוד נוקלאוטידים
כדי להגדיל את גדיל ה- DNA;
זה יכול להוסיף נוקלאוטידים רק בקצה ה- 3' .
אז אם דיברנו על זה כאן,
נוכל רק להוסיף ...
היינו רק מסוגלים להוסיף הולך בכיוון הזה.
אנחנו לא יוכלים להוסיף כשאנחנו הולכים ...
אנחנו לא יוכלים להוסיף כשנלך ככה.
אז דרך אחת לחשוב על זה היא שתוכל להוסיף רק נוקלאוטידים
על הקצה 3' או שאתה יכול להאריך רק ...
אתה יכול להאריך רק DNA שהולך מ 5' ל 3' .
אם אתה רק מוסיף על קצה 3' ,
אז אתה הולך בכיוון מ- 5' ל 3'.
אתה לא יכול ללכת מהכיוון 3' ל 5' .
אתה לא יכול להמשיך להוסיף בצד של 5' באמצעות הפולימראז.
אז מה שאני מדבר עליו עם פולימראז.
ובכן בואו נסתכל על הדיאגרמה שכאן
כי היא באמת נותנת לנו סקירה
על כל השחקנים השונים.
אז הנה רק שלנו של גדיל ה DNA שלנו,
וזה, אתה יכול לדמיין זה קצת טבעי,
בזה שזה בצורה טבעית שלא ניתנת לשכפול,
ואתה יכול לראות שסיווגנו כאןאת הקצוות של 3' ו 5' ,
ואתה יכול לעקוב אחרי אחד מעמודי השדרה הללו.
ה 3' הזה, אם אתה עוקב אחרי זה כל הדרך לכאן,
זה הולך, זה מתאים לקווה 5'.
אז זה וזה הם אותם הגדילים,
וזה אחד, אם אתה עוקב אחרי זה,
אם אתה הולך כל הדרך לכאן , זה אותו הגדיל.
אז זה הקצווה 3' ,
והקצווה 3' ולאחר מכן זה הסוף 5' שלו.
עכשיו הדבר הראשון,
דיברנו על זה בסרטונים קודמים
כשאנחנו נותנים סקירה של שכפול,
הרעיון הכללי הוא זה ששני הצדדים של הסליל שלנו,
שני ה- DNA, הסליל הכפול צריך להתפצל,
ואז נוכל לבנות עוד,
נוכל לבנות את הצד האחר של הסולם
על כל אחד משני הקצוות המפוצלים.
אתה באמת יכול להסתכל על זה כרוכסן,
אתה פותח אותו ולאחר מכן אתה מכניס רוכסנים חדשים באחד הקצוות.
אבל יש הרבה--
במציאות, זה הרבה יותר מורכב מרק נגיד
"אה, בוא נפתח את הרוכסן ונשים רוכסנים חדשים על זה."
זה כרוך בחבורה שלמה של אנזימים וכל מיני דברים
ואפילו בתרשים הזה,
אנחנו לא מציגים את כל השחקנים השונים,
אבל אנחנו מציגים בפניך את השחקנים המרכזיים,
לפחות אלה שאתה תשמע שמדברים עליהם
כשאנשים מדברים על שכפול ה- DNA.
אז הדבר הראשון שצריך לקרות,
כאן,זה שהכל מלופף בחוזקה, בחוזקה.
אז תנו לי לכתוב את זה,
בחוזקה, מלופף בחוזקה.
וזה בעצם מתברר,
ככל שאנו מורידים את הליפוף בצד אחד,
כך יותר בחוזקה הליפוף נעשה בצד השני.
אז על מנת שתוכל לפתוח את הרוכסן,
אנחנו צריכים אנזים
שיעזור לנו להוריד את הליפוף החזק של הסליל.
והאנזים הזה הוא טופואיזומראז.
והדרך שהוא באמת עובד היא
הוא שובר חלקים מעמוד השידרה באופן זמני,
כך שהם יכולים לא להתלפף ואז הם חוזרים להיות ביחד,
אבל ברמה הגבוהה הכללית הרעיון הוא שזה נהיה לא מלופף ,
כך שאז האנזים הליקז,
וההליקז באמת לא נראה כמו
המשולש הקטן הזה שחותך דברים.
הדברים האלה הם למעשה הרבה יותר מרתקים
אם היית באמת רואה --
את המבנה המולקולרי של הליקאז.
אבל מה ההליקאז עושה
הוא זה ששובר את קשרי מימן האלה בין ...
בין הבסיסים החנקניים שלנו,
במקרה הזה זה אדנין כאן, ופה מדובר בתימין
והוא ישבור את קשר המימן בין שני אלה.
אז קודם את מוריד את הליפוף,
אז ההליקאז,
הטופואיזומראז מוריד את הליפוף הזה,
אז ההליקאז שובר אותם,
ואז אנחנו בעצם חושבים על
שני הגדילים האחרים האלו,
כפי שציינתי,
אתה יכול רק להוסיף נוקלאוטידים
שהולכים מכיוון 5' ל 3' .
אז הגדיל הזה הימני התחתון כאן
שנכנה אותו כגדיל המוביל שלנו,
לאחד הזה יש די פשוט,
זכור שזוהי קצווה 5' כאן,
אז זה יכול להוסיף,
זה יכול להוסיף ללכת בכיוון הזה,
זה יכול להוסיף ללכת בכיוון הזה כאן.
זה 5' ל 3' ,
אז מה שצריך לקרות כאן כדי להתחיל בתהליך,
אתה צריך פריימר RNA
ואת התו ששם את הפריימר RNA,
שהו DNA פרימס.
נדבר קצת יותר על
הדמויות הללו כאן בגדיל האחורי,
אבל הם מוסיפים RNA,
הרשו לי לעשות את זה בצבע שאתה יכול לראות,
פריימר RNA יתווסף כאן,
ואז ברגע שיש פריימר,
אז DNA פולימרז יכול פשוט להתחיל להוסיף נוקלאוטידים,
הוא יכול להתחיל להוסיף נוקלאוטידים בקצווה 3' .
והסיבה מדוע לגדיל המוביל די קל לו
הוא ה DNA פולימראז הוא הזה, כאן,
הפולימראז הזה, שוב,
הם לא המלבנים המושלמים האלו כמו בתרשים הזה.
הם למעשה הרבה יותר מרתק מזה.
אתה רואה את הפולימראז שם,
אתה גם רואה שאתה אחד כאן, פולימראז.
הפולימראז הזה יכול רק,
אתה יכול לחשוב על זה סוג של כמו לעקוב על רוכסן נפתח
ואז פשוט להמשיך להוסיף,
להמשיך להוסיף נוקלאוטידים בקצווה 3'.
ולכן זה נראה די ישיר.
עכשיו, אפשר לומר שלא יהיה קל
אם רק היינו מוסיפים נוקלאוטידים בקצווה 5' ,
כי אז נוכל לומר
גם זה קורה מ 3' ל 5' ,
טוב אולי הפולימראז הזה או פולימראז שונה
רק יכולו להמשיך ולהוסיף נוקלאוטידים ככה,
ואז הכל יהיה קל.
ובכן, מתברר שזה לא המקרה.
אתה לא יכול להוסיף נוקלאוטידים בסוף 5' ,
ותן לי להיות ברור, ה 3' הזה, כאן,
זה, אני מדבר על הגדיל הזה.
הגדיל הזה כאן,
זה, הרשו לי לעשות זאת בצבע אחר,
הגדיל הזה כאן,
הקצווה ה 3' הזו, זוהי הקצווה 5',
ולכן אתה לא יכול,
אתה לא יכול רק להמשיך להוסיף נוקלאוטידים סתם ככה,
ובכן איך הביולוגיה מתמודדת עם זה?
ובכן היא מטפלת בזה על ידי הוספת פריימרים
כמו איך שהפתיחה קורת, זה יוסיף פריימרים,
והתרשים הזה מראה את פריימר כאילו הוא רק נוקלאוטיד אחד
אבל פריימר הוא בדרך כלל מספר נוקלאוטידים,
בערך 10 נוקלאוטידים.
אז זה יוסיף בערך 10 RNA נוקלאוטידים כאן,
וזה נעשה על ידי פרימאז DNA.
אז ה DNA פרימאז הולך לאורך האחרון,
הוא הולך לצד הזה, אני יכול לומר הגדיל העליון,
וזה מוסיף,
מדובר בהוספת פריימר RNA,
שלא יהיה רק ​​נוקלאוטיד אחד,
הוא נוטה להיות כמה מהם,
ואז ברגע שיש לך כי את הפריימר RNA,
אז הפולימראז יכול להוסיף בכיוון 5' ל 3' ,
הוא יכול להוסיף על הקצה 3'.
אז זה יכול רק להתחיל להוסיף,
זה יכול רק להתחיל להוסיף DNA ככה.
וככה אתה יכול לדמיין את התהליך הזה,
זה סוג של, אתה מוסיף את הפרימאז, שם כמה פריימרים כאן,
ואז אתה מתחיל לבנות מ 5' לכיוון 3'.
אתה תתחיל לבנות פשוט ככה,
ואז אתה מדלג קצת ואז זה קורה שוב.
אז בסופו של דבר אתה נשאר עם כל מקטעי ה DNA האלו
והם נקראים מקטעי אוקאזאקי.
אז,אלו נקראים מקטעי אוקאזאקי,
אז מה שיש לך קורה כאן על הגדיל האחרון,
אתה יכול לחשוב על זה כעל,
למה זה נקרא הגדיל אחרון?
ובכן מה שאתה צריך לעשות זה סוג כזה של ...
זה מרגיש כמו הדרך התת-אופטימלית
שבה אתה צריך להמשיך ליצור את אותם מקטעי אוקזאקי
כמו שעשית כשהתחלת בזה,
וכך הוא האחרון, זה הולך להיות תהליך איטי,
אבל אז כל הגדילים האלה ניתנים להרכבה
באמצעות DNA ליגאז.
ה DNA ליגאז; לא רק ירכיב את הגלים יחד
אבל אז גם יהיה לך RNA שהוחלף בפועל
עם DNA ולאחר מכן כאשר כל מה שאמרנו נעשה,
הולך להיות לך גדיל DNA ששוכפל,
או שנוצר כאן למעלה.
לכן, כאשר הכל נעשה, אתה הולך לקבל שני גדילים כפולים,
אחד כאן עבור הגדיל האחרון,
ואחד כאן למטה, על הגדיל המוביל.