0:00:00.347,0:00:02.913
Beszélgessünk kicsit bővebben arról,

0:00:02.913,0:00:05.805
hogyan másolja önmagát a DNS,

0:00:05.805,0:00:06.845
miként replikálódik,

0:00:06.845,0:00:09.151
és hogy mi minden vesz részt

0:00:09.151,0:00:11.002
ebben a folyamatban.

0:00:11.002,0:00:13.426
Eközben sokat emlegetjük majd

0:00:13.426,0:00:17.514
a DNS molekula 3' és 5' végeit.

0:00:17.514,0:00:19.823
Ha még sohasem hallottál erről,

0:00:19.823,0:00:21.944
akkor nézd meg a videót

0:00:21.944,0:00:26.041
a DNS antiparallel szerkezetéről.

0:00:26.041,0:00:28.163
Ismételjük át egy kicsit,

0:00:28.163,0:00:31.177
ha már régen láttad utoljára.

0:00:31.177,0:00:33.042
Ez itt a DNS részletes ábrája

0:00:33.042,0:00:35.394
az előbb említett videóból.

0:00:35.394,0:00:37.694
Az 5' és a 3' végek alapján

0:00:37.694,0:00:40.762
tudunk tájékozódni[br]a DEZOXIribózok atomjai között

0:00:40.762,0:00:44.840
a molekula foszfát-cukor gerince mentén.

0:00:44.840,0:00:46.941
Ez itt egy DEZOXIribóz molekula,

0:00:46.941,0:00:48.459
ami egy öt szénatomos cukor.

0:00:48.459,0:00:50.630
Számozzuk meg a szénatomjait!

0:00:50.630,0:00:54.716
Ez a szénatom 1' helyzetű, ez 2' helyzetű,

0:00:54.716,0:00:58.326
ez a 3', ez a 4',

0:00:58.326,0:01:00.441
ez pedig az 5' helyzetű szénatomja.

0:01:00.441,0:01:05.593
E létraszerű molekula mellé

0:01:05.593,0:01:10.216
ebben az irányban húzok egy nyilat.

0:01:10.216,0:01:15.098
Ez a nyíl 3'-5' irányba mutat.

0:01:15.098,0:01:19.308
Ez a 3' vége, ez pedig az 5' vége.

0:01:19.308,0:01:20.546
A nyíl iránya 3'-5'.

0:01:20.546,0:01:23.449
Figyeld meg: ez a foszfátcsoport egy[br]3' helyzetű atomhoz kötődik,

0:01:23.449,0:01:25.470
a következő 5' atom[br]egy foszfátcsoporthoz,

0:01:25.470,0:01:27.358
az egy 3' helyzetű atomhoz,

0:01:27.358,0:01:28.874
az pedig

0:01:28.874,0:01:31.260
egy 5' atomon át[br]egy újabb foszfátcsoporthoz.

0:01:31.260,0:01:34.003
A másik szál, mint mondtuk,[br]antiparallel helyzetű.

0:01:34.003,0:01:36.536
Párhuzamos az előbbivel,[br]de fordított lefutású.

0:01:36.536,0:01:38.459
Tehát ez az atom 3' helyzetű,

0:01:38.459,0:01:40.179
ez 5' helyzetű,

0:01:40.179,0:01:43.272
ez 3', ez pedig 5' helyzetű.

0:01:43.272,0:01:44.979
Ezt jelenti tehát

0:01:44.979,0:01:47.281
az antiparallel szerkezet.

0:01:47.281,0:01:49.204
A molekula két gerince,

0:01:49.204,0:01:51.329
a két szála párhuzamos,

0:01:51.329,0:01:54.461
de ellentétes lefutásúak.

0:01:54.461,0:01:56.243
Tehát ez a 3' vég,

0:01:56.243,0:01:58.673
ez pedig az 5' vég.

0:01:58.673,0:02:00.062
Ez nagyon fontos lesz ahhoz,

0:02:00.062,0:02:01.810
hogy megértsük a replikációt,

0:02:01.810,0:02:03.846
mivel a DNS-polimeráz,

0:02:03.846,0:02:06.767
amely újabb és újabb nukleotidokat épít be

0:02:06.767,0:02:09.327
a készülő DNS-szálba,

0:02:09.327,0:02:13.872
csak a 3' véget tudja hosszabbítani.

0:02:13.872,0:02:16.828
Ezt a szálat például

0:02:16.828,0:02:21.741
csak ebben az irányban[br]képes hosszabbítani,

0:02:21.741,0:02:26.760
a másik irányban nem.

0:02:26.760,0:02:29.386
Úgy is mondhatjuk,[br]hogy az új nukleotidok

0:02:29.386,0:02:30.783
csak 3' véghez kapcsolhatók,

0:02:30.783,0:02:34.811
vagyis a DNS hosszabbítása

0:02:34.811,0:02:38.553
csak 5'-3' irányban történhet.

0:02:38.553,0:02:40.756
Ha csak a 3' véget hosszabbítjuk,

0:02:40.756,0:02:44.838
akkor 5'-3' irányban haladunk.

0:02:44.838,0:02:47.584
Nem haladhatunk 3'-5' irányba.

0:02:47.584,0:02:52.076
Az 5' vég nem hosszabbítható[br]polimeráz enzimmel.

0:02:52.076,0:02:54.802
Mit jelent ez?

0:02:54.802,0:02:56.869
Vizsgáljuk meg a fenti ábrát,

0:02:56.869,0:02:58.787
ahol egyben látható

0:02:58.787,0:03:00.843
a folyamat összes szereplője.

0:03:00.843,0:03:03.277
Itt látható a DNS-szál,

0:03:03.277,0:03:09.539
a kiindulási formájában,[br]a megkettőződés előtt.

0:03:09.539,0:03:13.441
Megjelöltük a 3' és az 5' végeit.

0:03:13.441,0:03:15.302
Kövessük végig az egyik gerincét!

0:03:15.302,0:03:16.674
Ez a 3' vég,

0:03:16.674,0:03:19.044
innen kiindulva

0:03:19.044,0:03:22.763
eljutunk a hozzá tartozó 5' véghez.

0:03:22.763,0:03:26.509
Ez a kettő tehát[br]egyazon szálnak a két vége.

0:03:26.509,0:03:32.220
Ezt a szálat követve pedig ide jutunk.

0:03:32.220,0:03:35.677
Ez a lánc 3' vége,

0:03:35.677,0:03:38.874
ez pedig az 5' vége.

0:03:38.874,0:03:41.841
Elsőként, ahogy a korábbi[br]videókban említettük,

0:03:41.841,0:03:44.074
ahol áttekintettük a replikációt,

0:03:44.074,0:03:49.813
a hélix két oldalának

0:03:49.813,0:03:52.550
a kettős hélix két DNS-szálának

0:03:52.550,0:03:53.821
szét kell válnia,

0:03:53.821,0:03:56.085
hogy aztán kiegészíthessük

0:03:56.085,0:03:58.597
a létra hiányzó oldalát

0:03:58.597,0:04:01.076
a különvált szálaknak megfelelően.

0:04:01.076,0:04:03.902
Olyan ez, mint egy cipzár.

0:04:03.902,0:04:06.342
Szétnyitjuk, és kiegészítjük

0:04:06.342,0:04:08.299
mindkét fél cipzárt.

0:04:08.299,0:04:12.039
A valóságban mindez jóval bonyolultabb,

0:04:12.039,0:04:13.426
mint egy szétnyitott cipzár,

0:04:13.426,0:04:15.306
amiből két újat csinálunk.

0:04:15.306,0:04:18.100
Kell egy rakás enzim, és más egyebek.

0:04:18.100,0:04:20.571
Még ezen az ábrán sem látható

0:04:20.571,0:04:21.579
az összes résztvevő,

0:04:21.579,0:04:23.690
csak a legfontosabbak,

0:04:23.690,0:04:26.459
amik szóba kerülnek

0:04:26.459,0:04:30.069
a DNS-replikáció kapcsán.

0:04:30.069,0:04:32.466
Először is, ez a rész

0:04:32.466,0:04:35.484
szorosan fel van tekeredve.

0:04:35.484,0:04:36.445
Ezt ide is írom.

0:04:36.445,0:04:40.062
Szorosan fel van tekeredve.

0:04:40.062,0:04:41.253
Könnyen belátható,

0:04:41.253,0:04:44.052
hogy minél jobban széttekerjük[br]az egyik oldalon,

0:04:44.052,0:04:46.311
annál szorosabban[br]tekeredik össze a másikon.

0:04:46.311,0:04:48.815
A cipzár felnyitásához

0:04:48.815,0:04:50.494
kell egy enzim,

0:04:50.494,0:04:52.153
ami széttekeri

0:04:52.153,0:04:54.701
ezt a szorosan összetekert hélixet.

0:04:54.701,0:04:58.476
Ez az enzim a topoizomeráz.

0:04:58.476,0:05:01.076
Ennek hatására

0:05:01.076,0:05:04.706
ideiglenesen felhasadnak[br]a szerkezet egyes kötései,

0:05:04.706,0:05:05.896
így az széttekeredik.

0:05:05.896,0:05:07.822
Később ezek a kötések újra kialakulnak,

0:05:07.822,0:05:10.952
de a lényeg az, hogy most széttekerednek,

0:05:10.952,0:05:12.484
hogy aztán a helikáz enzim...

0:05:12.484,0:05:13.850
A helikáz persze nem olyan,

0:05:13.850,0:05:16.181
mint ez a kis háromszög,[br]ami itt vagdossa a kötéseket.

0:05:16.181,0:05:19.057
A valóságban elképesztő látványt nyújtana

0:05:19.057,0:05:21.469
a helikáz molekuláris szerkezete.

0:05:21.469,0:05:23.257
A helikáznak az a feladata,

0:05:23.257,0:05:25.334
hogy felszakítsa a hidrogénkötéseket

0:05:25.334,0:05:28.850
a nitrogéntartalmú bázisok között.

0:05:28.850,0:05:31.550
Itt épp egy adenin és egy timin közt

0:05:31.550,0:05:35.344
szakítaná fel a hidrogénkötéseket.

0:05:35.344,0:05:39.301
Első tehát a széttekeredés,

0:05:39.301,0:05:40.841
mielőtt a helikáz...

0:05:40.841,0:05:42.831
illetve a topoizomeráz széttekeri[br]a molekulát,

0:05:42.831,0:05:45.353
aztán a helikáz felszakítja a kötéseket.

0:05:45.353,0:05:49.514
Innentől kezdve a két szálon[br]eltérően zajlik a folyamat,

0:05:49.514,0:05:50.769
mivel, mint említettem,

0:05:50.769,0:05:53.488
az új nukleotidok beépítése

0:05:53.488,0:05:57.526
csak 5'-3' irányban lehetséges.

0:05:57.526,0:05:59.578
Az alul képződő szál,

0:05:59.578,0:06:02.279
az úgynevezett vezető szál képződése

0:06:02.279,0:06:04.136
nagyon egyszerű folyamat.

0:06:04.136,0:06:06.428
Emlékezz, ez itt az 5' vége,

0:06:06.428,0:06:08.169
a lánc hosszabbítása tehát

0:06:08.169,0:06:13.259
ebben az irányban történik.

0:06:13.259,0:06:16.356
Ez az 5'-3' irány.

0:06:16.356,0:06:19.886
Az események elindításához csupán

0:06:19.886,0:06:22.588
egy RNS-primer szükséges.

0:06:22.588,0:06:27.934
Az RNS-primert a DNS-primáz építi be.

0:06:27.934,0:06:29.282
Később még beszélünk

0:06:29.282,0:06:31.772
ezekről a molekulákról[br]itt fenn, a követő szálon.

0:06:31.772,0:06:33.328
Ez beépít egy RNS-t

0:06:33.328,0:06:35.650
(ezt más színnel jelölöm)

0:06:35.650,0:06:37.529
ide épít be egy RNS-primert.

0:06:37.529,0:06:39.470
Amint beépült a primer,

0:06:39.470,0:06:42.516
a DNS-polimeráz elkezdheti

0:06:42.516,0:06:46.939
a nukleotidok hozzáadását a 3' véghez.

0:06:46.939,0:06:49.751
A vezető szál hosszabbítása[br]azért egyszerű,

0:06:49.751,0:06:55.162
mert ez a DNS-polimeráz...

0:06:55.162,0:06:58.747
ezek persze nem olyan négyszögek,[br]mint ezen a képen,

0:06:58.747,0:07:01.076
a valóságban ennél sokkal látványosabbak.

0:07:01.076,0:07:04.010
Fent látható az egyik DNS-polimeráz,[br]a másik lent.

0:07:04.010,0:07:07.730
Ez a polimeráz

0:07:07.730,0:07:11.303
a cipzár szétnyílását követve

0:07:11.303,0:07:17.011
újabb és újabb nukleotidokat[br]kapcsol a 3' véghez.

0:07:17.011,0:07:20.655
Ez tehát elég egyszerű.

0:07:20.655,0:07:23.010
Milyen könnyű is lenne

0:07:23.010,0:07:24.780
ugyanígy kapcsolni a nukleotidokat

0:07:24.780,0:07:26.723
az 5' véghez,

0:07:26.723,0:07:30.888
hiszen akkor 3'-5' irányban haladva

0:07:30.888,0:07:33.270
(mondjuk egy másfajta polimerázzal)

0:07:33.270,0:07:35.212
beépíthetnénk a nukleotidokat,

0:07:35.212,0:07:37.118
és ezzel a dolog el lenne intézve.

0:07:37.118,0:07:40.011
Sajnos ez nem így működik.

0:07:40.011,0:07:43.841
Az 5' véghez nem lehet[br]újabb nukleotidokat kapcsolni.

0:07:43.841,0:07:46.620
Tisztázzuk, ez itt a 3' vég,

0:07:46.620,0:07:48.401
erről a szálról beszélek.

0:07:48.401,0:07:52.332
Ezt a szálat más színnel rajzolom.

0:07:52.332,0:07:55.454
Ennek a szálnak

0:07:55.454,0:07:58.626
erre van a 3' vége, és erre az 5' vége,

0:07:58.626,0:08:03.190
így ezt a végét[br]nem lehet hosszabbítani.

0:08:03.190,0:08:07.249
Hogyan oldható meg ez a biológiai fejtőrő?

0:08:07.249,0:08:10.485
A megoldás a primerek beépítése

0:08:10.485,0:08:14.278
a felnyílt szakasz szomszédságában.

0:08:14.278,0:08:17.197
Ezen az ábrán a primert[br]csak egyetlen nukleotid képviseli,

0:08:17.197,0:08:19.570
de általában több nukleotidból állnak,

0:08:19.570,0:08:21.467
ez mintegy 10 nukleotidot jelent.

0:08:21.467,0:08:27.040
Tehát kb. 10 RNS nukleotidot

0:08:27.040,0:08:29.060
épít be ide a DNS-primáz.

0:08:29.060,0:08:31.475
A DNS-primáz tehát elindul

0:08:31.475,0:08:36.800
ezen az oldalon, a legfelső szálon,

0:08:36.800,0:08:41.050
és beépíti mellé az RNS-primert,

0:08:41.050,0:08:42.773
ami nem csak egyetlen nukleotid,

0:08:42.773,0:08:45.186
hanem jóval több.

0:08:45.186,0:08:47.818
Az elkészült RNS-primert

0:08:47.818,0:08:53.159
a polimeráz tovább tudja[br]építeni 5'-3' irányban,

0:08:53.159,0:08:56.178
a 3' végét hosszabbítva.

0:08:56.178,0:09:00.698
Így tudja beépíteni[br]az új DNS-szakasz elemeit.

0:09:00.698,0:09:02.286
A folyamat menete tehát:

0:09:02.286,0:09:06.766
elsőként a primáz beépíti a primert,

0:09:06.766,0:09:14.414
majd megkezdődik a lánchosszabbítás[br]5'-3' irányban.

0:09:14.414,0:09:16.658
Aztán ugrás előre, és kezdjük újra.

0:09:16.658,0:09:20.575
Így végül keletkezik[br]egy rakás rövid DNS-szakasz,

0:09:20.575,0:09:24.272
amelyeket Okazaki-fragmenteknek nevezünk.

0:09:24.272,0:09:28.041
Ezek az Okazaki-fragmentek.

0:09:28.041,0:09:30.423
A követő szálat a működése miatt

0:09:30.423,0:09:32.705
okkal nevezik „kullogó” szálnak is,

0:09:32.705,0:09:36.555
hiszen elég szerencsétlen ötletnek tűnik

0:09:36.555,0:09:38.720
ez a kínlódás az Okazaki-fragmentumokkal

0:09:38.720,0:09:41.056
a felnyílás irányát követve.

0:09:41.056,0:09:45.600
A folyamat tehát kullog, késlekedik,

0:09:45.600,0:09:49.074
de a töredékek végül összekapcsolódnak

0:09:49.074,0:09:51.935
a DNS-ligáz segítségével.

0:09:51.935,0:09:55.727
A DNS-ligáz [br]nem csak összekapcsolja a töredékekeket,

0:09:55.727,0:10:00.197
hanem az RNS-szakaszokat is[br]kicseréli DNS-ekre.

0:10:00.197,0:10:01.927
Így végül elkészül

0:10:01.927,0:10:08.293
a DNS-szálat kiegészítő lánc.

0:10:08.293,0:10:10.995
A végére tehát létrejön[br]a két kettős lánc,

0:10:10.995,0:10:12.742
egyik itt fent, a követő szállal,

0:10:12.742,0:10:16.321
a másik lent a vezető szállal kiegészítve.