1
00:00:00,347 --> 00:00:03,075
Beszélgessünk kicsit bővebben arról,

2
00:00:03,075 --> 00:00:05,805
hogyan másolja önmagát a DNS,

3
00:00:05,805 --> 00:00:06,845
miként replikálódik,

4
00:00:06,845 --> 00:00:09,381
és hogy milyen szereplők

5
00:00:09,381 --> 00:00:11,120
vesznek részt ebben a folyamatban.

6
00:00:11,120 --> 00:00:13,426
Eközben sokszor említjük majd

7
00:00:13,426 --> 00:00:17,514
a DNS molekula 3' és 5' végeit
(ejtsd: 3 vessző és 5 vessző).

8
00:00:17,514 --> 00:00:19,823
Ha még sohasem hallottál erről,

9
00:00:19,823 --> 00:00:21,944
akkor nézd meg a videót

10
00:00:21,944 --> 00:00:26,041
a DNS antiparallel szerkezetéről.

11
00:00:26,041 --> 00:00:28,163
Ismételjük át egy kicsit,

12
00:00:28,163 --> 00:00:31,177
ha régen láttad utoljára.

13
00:00:31,177 --> 00:00:33,042
Itt van a DNS részletes ábrája

14
00:00:33,042 --> 00:00:35,394
az előbb említett videóból.

15
00:00:35,394 --> 00:00:37,694
Az 5' és a 3' jelölés

16
00:00:37,694 --> 00:00:40,762
a szénatomok helyzetét jelöli
azokban a ribózmolekulákban,

17
00:00:40,762 --> 00:00:44,840
amik a molekula
foszfát-cukor gerincét alkotják.

18
00:00:44,840 --> 00:00:46,941
Ez itt egy ribózmolekula,

19
00:00:46,941 --> 00:00:48,459
ami egy öt szénatomos cukor.

20
00:00:48,459 --> 00:00:50,630
Számozzuk meg a szénatomokat:

21
00:00:50,630 --> 00:00:54,716
ez az 1' helyzetű szénatom, ez a 2',

22
00:00:54,716 --> 00:00:58,326
ez a 3', ez a 4',

23
00:00:58,326 --> 00:01:00,441
ez pedig az 5' helyzetű szénatom.

24
00:01:00,441 --> 00:01:05,593
A bal oldalon ez a létraszerű molekula

25
00:01:05,593 --> 00:01:10,216
ebben az irányban fut
(iderajzolok egy nyilat).

26
00:01:10,216 --> 00:01:15,098
Ez a szál 3'-5' irányban halad.

27
00:01:15,098 --> 00:01:19,308
Ez a 3' vég, ez pedig az 5' vég.

28
00:01:19,308 --> 00:01:20,546
A lefutási iránya 3'-5'.

29
00:01:20,546 --> 00:01:23,449
Ez a foszfátcsoport
egy 3' atomhoz kapcsolódik,

30
00:01:23,449 --> 00:01:25,470
a következő 5' atom
egy foszfátcsoporthoz,

31
00:01:25,470 --> 00:01:27,358
az pedig
egy 3' atomhoz,

32
00:01:27,358 --> 00:01:28,874
az pedig...

33
00:01:28,874 --> 00:01:31,260
az 5' atomján át
egy újabb foszfátcsoporthoz.

34
00:01:31,260 --> 00:01:34,003
A másik szál, mint mondtuk,
antiparallel helyzetű.

35
00:01:34,003 --> 00:01:36,606
Párhuzamos az előbbivel,
de fordított lefutású.

36
00:01:36,606 --> 00:01:40,179
Tehát ez az atom 3' helyzetű,
ez 5' helyzetű,

37
00:01:40,179 --> 00:01:43,272
ez 3', ez pedig 5' helyzetű.

38
00:01:43,272 --> 00:01:44,979
Ezt jelenti tehát

39
00:01:44,979 --> 00:01:47,281
az antiparallel szerkezet.

40
00:01:47,281 --> 00:01:49,204
A molekula két gerince,

41
00:01:49,204 --> 00:01:51,329
ez a két szál párhuzamos,

42
00:01:51,329 --> 00:01:54,461
de ellentétes lefutású.

43
00:01:54,461 --> 00:01:58,673
Tehát ez a 3' vég, ez pedig az 5' vég.

44
00:01:58,673 --> 00:02:00,062
Ez nagyon fontos ahhoz,

45
00:02:00,062 --> 00:02:01,810
hogy megértsük a replikációt,

46
00:02:01,810 --> 00:02:03,846
mivel a DNS-polimeráz,

47
00:02:03,846 --> 00:02:06,767
amely a soron következő
nukleotidokat építi be

48
00:02:06,767 --> 00:02:09,327
az újonnan készülő DNS-szálba,

49
00:02:09,327 --> 00:02:13,872
csak a 3' véghez tudja
hozzákapcsolni az újabb nukleotidokat.

50
00:02:13,872 --> 00:02:16,828
Itt például

51
00:02:16,828 --> 00:02:21,741
a hosszabbítás csak
ebben az irányban történhet,

52
00:02:21,741 --> 00:02:26,760
a másik irányban nem.

53
00:02:26,760 --> 00:02:29,386
Úgy is mondhatjuk,
hogy az új nukleotidok

54
00:02:29,386 --> 00:02:30,783
csak 3' véghez kapcsolhatók,

55
00:02:30,783 --> 00:02:34,811
vagyis a DNS hosszabbítása

56
00:02:34,811 --> 00:02:38,553
csak 5'-3' irányban történhet.

57
00:02:38,553 --> 00:02:40,756
Ha csak a 3' véget hosszabbítjuk,

58
00:02:40,756 --> 00:02:44,838
akkor 5'-3' irányban haladunk.

59
00:02:44,838 --> 00:02:47,584
Nem haladhatunk 3'-5' irányba.

60
00:02:47,584 --> 00:02:52,191
A polimerázzal nem hosszabbíthatunk
5' véget.

61
00:02:52,191 --> 00:02:54,882
Hogy értendő az, hogy "polimerázzal"?

62
00:02:54,882 --> 00:02:56,869
Vizsgáljuk meg a fenti ábrát,

63
00:02:56,869 --> 00:02:58,787
ahol egyben látható

64
00:02:58,787 --> 00:03:00,843
a folyamat összes szereplője.

65
00:03:00,843 --> 00:03:03,277
Itt látható a DNS-szál,

66
00:03:03,277 --> 00:03:09,539
a kiindulási formájában,
a megkettőződése előtt.

67
00:03:09,539 --> 00:03:13,441
Megjelöltük a 3' és az 5' végeit.

68
00:03:13,441 --> 00:03:15,302
Végigkövethetők az egyes gerincek.

69
00:03:15,302 --> 00:03:16,674
Ez a 3' vég,

70
00:03:16,674 --> 00:03:19,044
innen kiindulva

71
00:03:19,044 --> 00:03:22,763
eljutunk a hozzá tartozó 5' véghez.

72
00:03:22,763 --> 00:03:26,509
Ez a kettő tehát
egyazon szál két vége.

73
00:03:26,509 --> 00:03:32,220
Ezt a szálat követve pedig ide jutunk.

74
00:03:32,220 --> 00:03:35,677
Ez tehát a lánc 3' vége,

75
00:03:35,677 --> 00:03:38,874
ez pedig az 5' vége.

76
00:03:38,874 --> 00:03:41,841
Elsőként, ahogy a korábbi
videókban említettük,

77
00:03:41,841 --> 00:03:44,074
ahol áttekintettük a replikációt,

78
00:03:44,074 --> 00:03:49,813
a hélix két felének

79
00:03:49,813 --> 00:03:52,550
a kettős hélix két DNS-szálának

80
00:03:52,550 --> 00:03:53,821
szét kell válnia,

81
00:03:53,821 --> 00:03:56,085
hogy felépülhessen

82
00:03:56,085 --> 00:03:58,597
a létra másik oldala,

83
00:03:58,597 --> 00:04:01,076
a szétvált szálak mellé.

84
00:04:01,076 --> 00:04:03,902
Olyan ez, mint egy cipzár.

85
00:04:03,902 --> 00:04:08,299
Szétnyitjuk, és mindkét fél cipzárt
kiegészítjük egy újabb cipzárrá.

86
00:04:08,299 --> 00:04:12,039
A valóságban mindez sokkal bonyolultabb,

87
00:04:12,039 --> 00:04:13,426
mint egy szétnyitott cipzár,

88
00:04:13,426 --> 00:04:15,306
amiből két újat csinálunk.

89
00:04:15,306 --> 00:04:18,100
Kell egy rakás enzim, és más egyebek.

90
00:04:18,100 --> 00:04:20,571
Még ezen az ábrán sem látható

91
00:04:20,571 --> 00:04:21,579
az összes résztvevő,

92
00:04:21,579 --> 00:04:23,690
csak a legfontosabbak,

93
00:04:23,690 --> 00:04:26,459
amik szóba kerülnek

94
00:04:26,459 --> 00:04:30,069
a DNS-replikáció kapcsán.

95
00:04:30,069 --> 00:04:32,466
Először is, ez a rész

96
00:04:32,466 --> 00:04:35,484
szorosan fel van tekeredve.

97
00:04:35,484 --> 00:04:36,445
Ezt ide is írom.

98
00:04:36,445 --> 00:04:40,062
Szorosan fel van tekeredve.

99
00:04:40,062 --> 00:04:41,443
Ha belegondolunk,

100
00:04:41,443 --> 00:04:44,052
minél jobban széttekeredik
az egyik oldalon,

101
00:04:44,052 --> 00:04:46,311
annál szorosabban
tekeredik fel a másik oldalon.

102
00:04:46,311 --> 00:04:48,815
A cipzár felnyitásához tehát

103
00:04:48,815 --> 00:04:50,494
szükséges egy enzim,

104
00:04:50,494 --> 00:04:54,701
ami segít széttekerni
ezt a szorosan feltekert hélixet.

105
00:04:54,701 --> 00:04:58,476
Ez az enzim a topoizomeráz.

106
00:04:58,476 --> 00:05:01,076
Úgy működik,

107
00:05:01,076 --> 00:05:04,706
hogy időlegesen felhasítja
a gerincek egyes pontjait,

108
00:05:04,706 --> 00:05:07,822
amik így szétttekerednek,
majd újra összekapcsolódnak.

109
00:05:07,822 --> 00:05:10,987
A lényeg, hogy széttekeri őket,

110
00:05:10,987 --> 00:05:12,484
hogy aztán a helikáz enzim...

111
00:05:12,484 --> 00:05:13,850
A helikáz persze nem olyan,

112
00:05:13,850 --> 00:05:16,181
mint ez a kis háromszög,
ami vagdossa a kötéseket.

113
00:05:16,181 --> 00:05:19,057
A valóságban elképesztő látványt nyújtana

114
00:05:19,057 --> 00:05:21,469
a helikáz molekuláris szerkezete.

115
00:05:21,469 --> 00:05:23,257
A helikáznak az a feladata,

116
00:05:23,257 --> 00:05:25,334
hogy felszakítsa a hidrogénkötéseket

117
00:05:25,334 --> 00:05:28,850
a nitrogéntartalmú bázisok között.

118
00:05:28,850 --> 00:05:31,550
Itt épp egy adenin és egy timin közt

119
00:05:31,550 --> 00:05:35,344
szakítja fel a hidrogénkötéseket.

120
00:05:35,344 --> 00:05:39,301
Első tehát a széttekeredés,

121
00:05:39,301 --> 00:05:40,841
aztán a helikáz...

122
00:05:40,841 --> 00:05:42,831
a topoizomeráz széttekeri,

123
00:05:42,831 --> 00:05:45,353
aztán a helikáz felszakítja a kötéseket.

124
00:05:45,353 --> 00:05:49,514
Innentől kezdve
külön tárgyaljuk a két szálat,

125
00:05:49,514 --> 00:05:50,769
mivel, mint említettem,

126
00:05:50,769 --> 00:05:53,383
az új nukleotidok beépülése

127
00:05:53,383 --> 00:05:57,526
csak 5'-3' irányban lehetséges.

128
00:05:57,526 --> 00:05:59,624
Az alsó szálat tehát

129
00:05:59,624 --> 00:06:02,279
vezető szálnak nevezzük.

130
00:06:02,279 --> 00:06:04,136
Ezen minden nagyon egyszerűen történik.

131
00:06:04,136 --> 00:06:06,428
Emlékezz, ez az 5' vége,

132
00:06:06,428 --> 00:06:08,169
a lánc hosszabbítása tehát

133
00:06:08,169 --> 00:06:13,527
ebben az irányban haladhat.

134
00:06:13,527 --> 00:06:16,356
Ez az 5'-3' irány.

135
00:06:16,356 --> 00:06:19,886
Annyi kell a folyamat elindításához,

136
00:06:19,886 --> 00:06:22,588
hogy legyen itt egy RNS-primer

137
00:06:22,588 --> 00:06:26,074
illetve egy enzim,
amelyik létrehozza az RNS-primert,

138
00:06:26,074 --> 00:06:27,934
vagyis a DNS-primáz.

139
00:06:27,934 --> 00:06:30,030
Ezekről még beszélünk

140
00:06:30,030 --> 00:06:31,772
a követő szál kapcsán.

141
00:06:31,772 --> 00:06:33,328
Ezek RNS-t kapcsolnak...

142
00:06:33,328 --> 00:06:35,650
(ezt más színnel jelölöm)

143
00:06:35,650 --> 00:06:37,529
egy RNS-primert kapcsolnak ide.

144
00:06:37,529 --> 00:06:39,598
Miután a primer idekapcsolódott,

145
00:06:39,598 --> 00:06:42,463
a DNS-polimeráz elkezdheti

146
00:06:42,463 --> 00:06:46,939
a nukleotidok hozzákapcsolását a 3' véghez.

147
00:06:46,939 --> 00:06:49,751
Azért egyszerű
a vezető szál hosszabbítása,

148
00:06:49,751 --> 00:06:55,162
mert ez a DNS-polimeráz...

149
00:06:55,162 --> 00:06:58,747
Ezek persze nem olyan háromszögek,
mint ezen a képen,

150
00:06:58,747 --> 00:07:01,076
a valóságban ennél sokkal látványosabbak.

151
00:07:01,076 --> 00:07:04,010
Fent látható az egyik DNS-polimeráz,
a másik itt lent.

152
00:07:04,010 --> 00:07:07,730
Ez a polimeráz

153
00:07:07,730 --> 00:07:11,391
a szétnyíló cipzárt követve

154
00:07:11,391 --> 00:07:17,011
újabb és újabb nukleotidokat
kapcsol a 3' véghez.

155
00:07:17,011 --> 00:07:20,655
Ez elég egyszerű.

156
00:07:20,655 --> 00:07:23,010
Nyilván könnyű lenne

157
00:07:23,010 --> 00:07:24,780
ugyanígy kapcsolni a nukleotidokat

158
00:07:24,780 --> 00:07:26,723
az 5' véghez is,

159
00:07:26,723 --> 00:07:30,888
hiszen akkor 3'-5' irányban haladva,

160
00:07:30,888 --> 00:07:33,270
mondjuk egy másik fajta polimeráz

161
00:07:33,270 --> 00:07:35,212
hozzákapcsolhatná a nukleotidokat,

162
00:07:35,212 --> 00:07:37,118
és ezzel a dolog el lenne intézve.

163
00:07:37,118 --> 00:07:40,011
Sajnos kiderült, hogy ez nem így működik.

164
00:07:40,011 --> 00:07:43,841
Az 5' véghez nem lehet újabb nukkleotidokat kapcsolni

165
00:07:43,841 --> 00:07:46,620
Ez pedig láthatóan a 3' vég

166
00:07:46,620 --> 00:07:48,401
erről a szálról beszélek.c

167
00:07:48,401 --> 00:07:50,295
Másik színnel rajzolom.

168
00:07:50,295 --> 00:07:52,332
c

169
00:07:52,332 --> 00:07:55,454
Ezen a szálon

170
00:07:55,454 --> 00:07:58,856
ez a 3' vég, ez pedig az 5' vég,

171
00:07:58,856 --> 00:07:59,689
c

172
00:07:59,689 --> 00:08:03,343
ezért így nem lehet nukleotidokat.

173
00:08:03,343 --> 00:08:06,343
Hogyan oldja meg ezt a dolgot a biológia?

174
00:08:07,439 --> 00:08:10,659
Primereket ad,

175
00:08:10,659 --> 00:08:14,278
ahogy a szétnyílás megtörténik

176
00:08:14,278 --> 00:08:17,197
a képen látható, hogy a primer nem csak egy nukleotid

177
00:08:17,197 --> 00:08:19,570
hanem általában több

178
00:08:19,570 --> 00:08:21,467
mintegy 10 nukleotid

179
00:08:21,467 --> 00:08:25,634
Tehát kb. 10 RNS nukleotidot ad

180
00:08:27,151 --> 00:08:29,060
ezt a DNS primáz végzi.

181
00:08:29,060 --> 00:08:32,415
A DNS-primáz tehát a követő szálon

182
00:08:32,415 --> 00:08:36,800
ezen az oldalon, felül,

183
00:08:36,800 --> 00:08:38,382
és ad.

184
00:08:38,382 --> 00:08:41,280
Bekapcsolja az RNS-primert,

185
00:08:41,280 --> 00:08:42,773
ami nem csak egy nukleotid

186
00:08:42,773 --> 00:08:45,186
hanem sok

187
00:08:45,186 --> 00:08:48,008
Amint megvan az RNS-primer

188
00:08:48,008 --> 00:08:52,175
a polimeráz hozzákapcsolhat 5'-3' irányban

189
00:08:53,349 --> 00:08:55,432
mindig a 3' véghez.

190
00:08:56,408 --> 00:08:58,606
hozzá

191
00:08:58,606 --> 00:09:00,918
így

192
00:09:00,918 --> 00:09:02,286
Úgy képzelhető el a folyamat

193
00:09:02,286 --> 00:09:06,766
jön a promáz, hozzákapcsolja a primert

194
00:09:06,766 --> 00:09:10,933
és megkezdődik a lánchosszabbítás 5'-3' irányban.

195
00:09:12,465 --> 00:09:14,684
így

196
00:09:14,684 --> 00:09:16,818
aztán egy kis ugrás, és ismétlődik.

197
00:09:16,818 --> 00:09:20,665
Keletkezik egy sor kis szakasz

198
00:09:20,665 --> 00:09:24,492
amelyeket Okazaki-fragmenteknek nevezünk.

199
00:09:24,492 --> 00:09:26,909
Okazaki-fragmentek,

200
00:09:28,251 --> 00:09:30,750
a követő szálon

201
00:09:30,750 --> 00:09:31,621
d

202
00:09:31,621 --> 00:09:32,705
miért hívják követő szálnak

203
00:09:32,705 --> 00:09:34,996
s

204
00:09:34,996 --> 00:09:36,555
mintha tökéletlen volna

205
00:09:36,555 --> 00:09:39,020
ezeket az Okazaki-fragmenteket

206
00:09:39,020 --> 00:09:41,337
ahogy a felnyílás irányába haladva.

207
00:09:41,337 --> 00:09:45,600
így kullog, ez a folyamat lassúbb

208
00:09:45,600 --> 00:09:49,074
de a végén minden összekapcsolható

209
00:09:49,074 --> 00:09:50,824
a DNS-ligáz segítségével.

210
00:09:52,195 --> 00:09:55,927
A DNS-ligáz nem csak összekapcsolja a töredékekeket

211
00:09:55,927 --> 00:09:59,148
hanem az RNS-t is

212
00:09:59,148 --> 00:10:02,102
kicseréli DNS-re.

213
00:10:02,102 --> 00:10:05,623
Így mindezek után van egy másolat

214
00:10:05,623 --> 00:10:08,293
d

215
00:10:08,293 --> 00:10:10,995
A végére tehát létrejön
a két kettős szál.

216
00:10:10,995 --> 00:10:12,904
Egy itt fent, a követő szálon,

217
00:10:12,904 --> 00:10:16,321
a másik lent a vezető szálon