WEBVTT

00:00:00.347 --> 00:00:03.075
Beszélgessünk kicsit bővebben arról,

00:00:03.075 --> 00:00:05.805
hogyan másolja önmagát a DNS,

00:00:05.805 --> 00:00:06.845
miként replikálódik,

00:00:06.845 --> 00:00:09.381
és hogy milyen szereplők

00:00:09.381 --> 00:00:11.120
vesznek részt ebben a folyamatban.

00:00:11.120 --> 00:00:13.426
Eközben sokszor említjük majd

00:00:13.426 --> 00:00:17.514
a DNS molekula 3' és 5' végeit
(ún. 3 vessző és 5 vessző).

00:00:17.514 --> 00:00:19.823
Ha még sohasem hallottál erről,

00:00:19.823 --> 00:00:21.944
akkor nézd meg a videót

00:00:21.944 --> 00:00:26.041
a DNS antiparallel szerkezetéről.

00:00:26.041 --> 00:00:28.163
Ismételjük át egy kicsit,

00:00:28.163 --> 00:00:31.177
ha régen láttad utoljára.

00:00:31.177 --> 00:00:33.042
Itt van a DNS részletes ábrája

00:00:33.042 --> 00:00:35.394
az előbb említett videóból.

00:00:35.394 --> 00:00:37.694
Az 5' és a 3' jelölés

00:00:37.694 --> 00:00:40.762
a szénatomok helyzetét jelöli
azokban a ribózmolekulákban,

00:00:40.762 --> 00:00:44.840
amik a molekula
foszfát-cukor gerincét alkotják.

00:00:44.840 --> 00:00:46.941
Ez itt egy ribózmolekula,

00:00:46.941 --> 00:00:48.459
ami egy öt szénatomos cukor.

00:00:48.459 --> 00:00:50.630
Számozzuk meg a szénatomokat:

00:00:50.630 --> 00:00:54.716
ez az 1' helyzetű szénatom, ez a 2',

00:00:54.716 --> 00:00:58.326
ez a 3', ez a 4',

00:00:58.326 --> 00:01:00.551
ez pedig az 5' helyzetű szénatom.

00:01:00.551 --> 00:01:04.563
A létrának ezen az oldalán

00:01:04.563 --> 00:01:08.107
az úgynevezett lefutási irány...

00:01:08.107 --> 00:01:10.216
(iderajzolok egy vonalat)

00:01:10.216 --> 00:01:15.098
3'-5' irányba mutat.

00:01:15.098 --> 00:01:19.308
Ez a 3' vég, ez pedig az 5' vég.

00:01:19.308 --> 00:01:20.546
A lefutási iránya 3'-5'.

00:01:20.546 --> 00:01:23.449
Ez a foszfátcsoport
egy 3' helyzetű atomhoz kapcsolódik,,

00:01:23.449 --> 00:01:25.470
a következő 5' atom
egy foszfátcsoporthoz,

00:01:25.470 --> 00:01:27.358
az pedig
egy 3' atomhoz,

00:01:27.358 --> 00:01:28.874
az pedig...

00:01:28.874 --> 00:01:31.260
az 5' atomján át
egy újabb foszfátcsoporthoz.

00:01:31.260 --> 00:01:34.003
A másik szál, mint mondtuk,
antiparallel helyzetű.

00:01:34.003 --> 00:01:36.606
Párhuzamos az előbbivel,
de fordított lefutású.

00:01:36.606 --> 00:01:40.179
Tehát ez az atom a 3' helyzetű,
ez az 5' helyzetű,

00:01:40.179 --> 00:01:43.272
ez 3', ez pedig 5' helyzetű.

00:01:43.272 --> 00:01:44.979
Ezt jelenti tehát

00:01:44.979 --> 00:01:47.281
az antiparallel szerkezet.

00:01:47.281 --> 00:01:49.204
A molekula két gerince,

00:01:49.204 --> 00:01:51.329
vagyis ez a két szál
egymással párhuzamos,

00:01:51.329 --> 00:01:54.461
de ellentétes irányultságú.

00:01:54.461 --> 00:01:58.673
Tehát ez a 3' vég, ez pedig az 5' vég.

00:01:58.673 --> 00:02:00.062
Ez nagyon fontos ahhoz,

00:02:00.062 --> 00:02:01.810
hogy megértsük a replikációt,

00:02:01.810 --> 00:02:03.846
mivel a DNS-polimeráz,

00:02:03.846 --> 00:02:06.767
amely a soron következő
nukleotidokat építi be

00:02:06.767 --> 00:02:09.327
az újonnan készülő DNS-szálba,

00:02:09.327 --> 00:02:13.872
csak a 3' véghez tudja
hozzákapcsolni az újabb nukleotidokat.

00:02:13.872 --> 00:02:16.828
Itt például

00:02:16.828 --> 00:02:21.741
a hosszabbítás csak
ebben az irányban történhet,

00:02:21.741 --> 00:02:26.760
a másik irányban nem.

00:02:26.760 --> 00:02:29.386
Úgy is mondhatjuk,
hogy az új nukleotidok

00:02:29.386 --> 00:02:30.783
csak 3' véghez kapcsolhatók,

00:02:30.783 --> 00:02:34.811
vagyis a DNS hosszabbítása

00:02:34.811 --> 00:02:38.553
csak 5'-3' irányban történhet.

00:02:38.553 --> 00:02:40.756
Ha csak a 3' véget hosszabbítjuk,

00:02:40.756 --> 00:02:44.838
akkor csak 5'-3' irányban haladhatunk.

00:02:44.838 --> 00:02:47.584
Nem haladhatunk 3'-5' irányba.

00:02:47.584 --> 00:02:52.191
Nem hosszabbíthatjuk az 5' véget
polimeráz közreműködésével.

00:02:52.191 --> 00:02:54.882
Mi az, hogy "polimeráz közreműködésével"?

00:02:54.882 --> 00:02:56.869
Vizsgáljuk meg a fenti ábrát,

00:02:56.869 --> 00:02:58.787
ahol egyben látható

00:02:58.787 --> 00:03:00.843
a folyamat összes szereplője.

00:03:00.843 --> 00:03:03.277
Itt látható a DNS-szál,

00:03:03.277 --> 00:03:09.539
a kiindulási formájában,
a megkettőződése előtt.

00:03:09.539 --> 00:03:13.441
Megjelöltük a 3' és az 5' végeit.

00:03:13.441 --> 00:03:15.302
Végigkövethetők az egyes gerincek.

00:03:15.302 --> 00:03:19.044
Ez a 3' vég, innen végighaladva

00:03:19.044 --> 00:03:22.763
eljutunk a hozzá tartozó 5' véghez.

00:03:22.763 --> 00:03:26.509
Ez a kettő tehát
egyazon szál két vége.

00:03:26.509 --> 00:03:32.220
Ezt a szálat követve pedig ide jutunk.

00:03:32.220 --> 00:03:35.677
Ez tehát a lánc 3' vége,

00:03:35.677 --> 00:03:38.874
ez pedig az 5' vége.

00:03:38.874 --> 00:03:41.841
Elsőként, ahogy a korábbi
videókban említettük,

00:03:41.841 --> 00:03:44.074
ahol áttekintettük a replikációt,

00:03:44.074 --> 00:03:49.813
a hélix két felének

00:03:49.813 --> 00:03:52.550
a kettős hélix két DNS-szálának

00:03:52.550 --> 00:03:53.821
szét kell válnia,

00:03:53.821 --> 00:03:56.085
hogy aztán melléjük épülhesen

00:03:56.085 --> 00:03:58.597
a létra másik oldala,

00:03:58.597 --> 00:04:01.076
a szétvált szálaknak megfelelően.

00:04:01.076 --> 00:04:03.902
Olyan ez, mint egy cipzár.

00:04:03.902 --> 00:04:08.299
Szétnyitjuk, és mindkét felét
kiegészítjük egy újabb cipzárrá.

00:04:08.299 --> 00:04:12.039
A valóságban mindez sokkal bonyolultabb,

00:04:12.039 --> 00:04:13.426
mint egy szétnyitott cipzár,

00:04:13.426 --> 00:04:15.306
amiből két újat csinálunk.

00:04:15.306 --> 00:04:18.100
Kell egy rakás enzim, és más egyebek.

00:04:18.100 --> 00:04:20.571
Még ezen az ábrán sem látható

00:04:20.571 --> 00:04:21.579
az összes résztvevő,

00:04:21.579 --> 00:04:23.690
csak a legfontosabbak,

00:04:23.690 --> 00:04:26.459
amik szóba kerülnek

00:04:26.459 --> 00:04:30.069
a DNS-replikáció kapcsán.

00:04:30.069 --> 00:04:32.466
Először is, ez a rész

00:04:32.466 --> 00:04:35.484
szorosan fel van tekeredve.

00:04:35.484 --> 00:04:36.445
Ezt ide is írom.

00:04:36.445 --> 00:04:40.062
Szorosan fel van tekeredve.

00:04:40.062 --> 00:04:41.443
Ha belegondolunk,

00:04:41.443 --> 00:04:44.052
minél jobban széttekeredik
az egyik oldalon,

00:04:44.052 --> 00:04:46.311
annál szorosabban
tekeredik fel a másik oldalon.

00:04:46.311 --> 00:04:48.815
A cipzár felnyitásához tehát

00:04:48.815 --> 00:04:50.494
szükséges egy enzim,

00:04:50.494 --> 00:04:54.701
ami segít széttekerni
ezt a szorosan feltekert hélixet.

00:04:54.701 --> 00:04:58.476
Ez az enzim a topoizomeráz.

00:04:58.476 --> 00:05:01.076
Úgy működik,

00:05:01.076 --> 00:05:04.706
hogy időlegesen felhasítja
a gerincek egyes pontjait,

00:05:04.706 --> 00:05:07.822
amik így szétttekerednek,
majd újra összekapcsolódnak.

00:05:07.822 --> 00:05:10.987
A lényeg, hogy széttekeri őket,

00:05:10.987 --> 00:05:12.484
hogy aztán a helikáz enzim...

00:05:12.484 --> 00:05:13.850
A helikáz persze nem olyan,

00:05:13.850 --> 00:05:16.181
mint ez a kis háromszög,
ami vagdossa a kötéseket.

00:05:16.181 --> 00:05:19.057
A valóságban elképesztő látványt nyújtana

00:05:19.057 --> 00:05:21.469
a helikáz molekuláris szerkezete.

00:05:21.469 --> 00:05:23.257
A helikáznak az a feladata,

00:05:23.257 --> 00:05:25.334
hogy felszakítsa a hidrogénkötéseket

00:05:25.334 --> 00:05:28.850
a nitrogéntartalmú bázisok között.

00:05:28.850 --> 00:05:31.550
Itt épp egy adenin és egy timin közt

00:05:31.550 --> 00:05:35.344
szakítja fel a hidrogénkötéseket.

00:05:35.344 --> 00:05:39.301
Első tehát a széttekeredés,

00:05:39.301 --> 00:05:40.841
aztán a helikáz...

00:05:40.841 --> 00:05:42.831
a topoizomeráz széttekeri,

00:05:42.831 --> 00:05:45.353
aztán a helikáz felszakítja a kötéseket.

00:05:45.353 --> 00:05:49.514
Innentől kezdve
külön tárgyaljuk a két szálat,

00:05:49.514 --> 00:05:50.769
mivel, mint említettem,

00:05:50.769 --> 00:05:53.383
az új nukleotidok beépülése

00:05:53.383 --> 00:05:57.526
csak 5'-3' irányban lehetséges.

00:05:57.526 --> 00:05:59.624
Az alsó szálat tehát

00:05:59.624 --> 00:06:02.279
vezető szálnak nevezzük.

00:06:02.279 --> 00:06:04.136
Ezen minden nagyon egyszerűen történik.

00:06:04.136 --> 00:06:06.428
Emlékezz, ez az 5' vége,

00:06:06.428 --> 00:06:08.169
a lánc hosszabbítása tehát

00:06:08.169 --> 00:06:13.527
ebben az irányban haladhat.

00:06:13.527 --> 00:06:16.356
Ez az 5'-3' irány.

00:06:16.356 --> 00:06:19.886
Annyi kell a folyamat elindításához,

00:06:19.886 --> 00:06:22.588
hogy legyen itt egy RNS-primer

00:06:22.588 --> 00:06:26.074
illetve egy enzim,
amelyik létrehozza az RNS-primert,

00:06:26.074 --> 00:06:27.934
vagyis a DNS-primáz.

00:06:27.934 --> 00:06:30.030
Ezekről még beszélünk

00:06:30.030 --> 00:06:31.772
a követő szál kapcsán.

00:06:31.772 --> 00:06:33.328
Ezek RNS-t kapcsolnak...

00:06:33.328 --> 00:06:35.650
(ezt más színnel jelölöm)

00:06:35.650 --> 00:06:37.529
egy RNS-primert kapcsolnak ide.

00:06:37.529 --> 00:06:39.598
Miután a primer idekapcsolódott,

00:06:39.598 --> 00:06:42.463
a DNS-polimeráz elkezdheti

00:06:42.463 --> 00:06:46.939
a nukleotidok hozzákapcsolását a 3' véghez.

00:06:46.939 --> 00:06:49.751
Azért egyszerű
a vezető szál hosszabbítása,

00:06:49.751 --> 00:06:55.162
mert ez a DNS-polimeráz...

00:06:55.162 --> 00:06:58.747
Ezek persze nem olyan háromszögek,
mint ezen a képen,

00:06:58.747 --> 00:07:01.076
a valóságban ennél sokkal látványosabbak.

00:07:01.076 --> 00:07:04.010
Fent látható az egyik DNS-polimeráz,
a másik itt lent.

00:07:04.010 --> 00:07:07.730
Ez a polimeráz

00:07:07.730 --> 00:07:11.391
a szétnyíló cipzárt követve

00:07:11.391 --> 00:07:17.011
újabb és újabb nukleotidokat
kapcsol a 3' véghez.

00:07:17.011 --> 00:07:20.655
Ez elég egyszerű.

00:07:20.655 --> 00:07:23.010
Nyilván könnyű lenne

00:07:23.010 --> 00:07:24.780
ugyanígy kapcsolni a nukleotidokat

00:07:24.780 --> 00:07:26.723
az 5' véghez is,

00:07:26.723 --> 00:07:30.888
hiszen akkor 3'-5' irányban haladva,

00:07:30.888 --> 00:07:33.270
mondjuk egy másik fajta polimeráz

00:07:33.270 --> 00:07:35.212
hozzákapcsolhatná a nukleotidokat,

00:07:35.212 --> 00:07:37.118
és ezzel a dolog el lenne intézve.

00:07:37.118 --> 00:07:40.011
Sajnos kiderült, hogy ez nem így működik.

00:07:40.011 --> 00:07:43.841
Az 5' véghez nem lehet újabb nukkleotidokat kapcsolni

00:07:43.841 --> 00:07:46.620
Ez pedig láthatóan a 3' vég

00:07:46.620 --> 00:07:48.401
erről a szálról beszélek.c

00:07:48.401 --> 00:07:50.295
Másik színnel rajzolom.

00:07:50.295 --> 00:07:52.332
c

00:07:52.332 --> 00:07:55.454
Ezen a szálon

00:07:55.454 --> 00:07:58.856
ez a 3' vég, ez pedig az 5' vég,

00:07:58.856 --> 00:07:59.689
c

00:07:59.689 --> 00:08:03.343
ezért így nem lehet nukleotidokat.

00:08:03.343 --> 00:08:06.343
Hogyan oldja meg ezt a dolgot a biológia?

00:08:07.439 --> 00:08:10.659
Primereket ad,

00:08:10.659 --> 00:08:14.278
ahogy a szétnyílás megtörténik

00:08:14.278 --> 00:08:17.197
a képen látható, hogy a primer nem csak egy nukleotid

00:08:17.197 --> 00:08:19.570
hanem általában több

00:08:19.570 --> 00:08:21.467
mintegy 10 nukleotid

00:08:21.467 --> 00:08:25.634
Tehát kb. 10 RNS nukleotidot ad

00:08:27.151 --> 00:08:29.060
ezt a DNS primáz végzi.

00:08:29.060 --> 00:08:32.415
A DNS-primáz tehát a követő szálon

00:08:32.415 --> 00:08:36.800
ezen az oldalon, felül,

00:08:36.800 --> 00:08:38.382
és ad.

00:08:38.382 --> 00:08:41.280
Bekapcsolja az RNS-primert,

00:08:41.280 --> 00:08:42.773
ami nem csak egy nukleotid

00:08:42.773 --> 00:08:45.186
hanem sok

00:08:45.186 --> 00:08:48.008
Amint megvan az RNS-primer

00:08:48.008 --> 00:08:52.175
a polimeráz hozzákapcsolhat 5'-3' irányban

00:08:53.349 --> 00:08:55.432
mindig a 3' véghez.

00:08:56.408 --> 00:08:58.606
hozzá

00:08:58.606 --> 00:09:00.918
így

00:09:00.918 --> 00:09:02.286
Úgy képzelhető el a folyamat

00:09:02.286 --> 00:09:06.766
jön a promáz, hozzákapcsolja a primert

00:09:06.766 --> 00:09:10.933
és megkezdődik a lánchosszabbítás 5'-3' irányban.

00:09:12.465 --> 00:09:14.684
így

00:09:14.684 --> 00:09:16.818
aztán egy kis ugrás, és ismétlődik.

00:09:16.818 --> 00:09:20.665
Keletkezik egy sor kis szakasz

00:09:20.665 --> 00:09:24.492
amelyeket Okazaki-fragmenteknek nevezünk.

00:09:24.492 --> 00:09:26.909
Okazaki-fragmentek,

00:09:28.251 --> 00:09:30.750
a követő szálon

00:09:30.750 --> 00:09:31.621
d

00:09:31.621 --> 00:09:32.705
miért hívják követő szálnak

00:09:32.705 --> 00:09:34.996
s

00:09:34.996 --> 00:09:36.555
mintha tökéletlen volna

00:09:36.555 --> 00:09:39.020
ezeket az Okazaki-fragmenteket

00:09:39.020 --> 00:09:41.337
ahogy a felnyílás irányába haladva.

00:09:41.337 --> 00:09:45.600
így kullog, ez a folyamat lassúbb

00:09:45.600 --> 00:09:49.074
de a végén minden összekapcsolható

00:09:49.074 --> 00:09:50.824
a DNS-ligáz segítségével.

00:09:52.195 --> 00:09:55.927
A DNS-ligáz nem csak összekapcsolja a töredékekeket

00:09:55.927 --> 00:09:59.148
hanem az RNS-t is

00:09:59.148 --> 00:10:02.102
kicseréli DNS-re.

00:10:02.102 --> 00:10:05.623
Így mindezek után van egy másolat

00:10:05.623 --> 00:10:08.293
d

00:10:08.293 --> 00:10:10.995
A végére tehát létrejön
a két kettős szál.

00:10:10.995 --> 00:10:12.904
Egy itt fent, a követő szálon,

00:10:12.904 --> 00:10:16.321
a másik lent a vezető szálon