Beszélgessünk még egy kicsit arról,
hogy a DNS hogyan másolja magát,
miként replikálódik,
és hogy mik azok a szereplők,
amelyek közreműködnek e folyamatban.
Eközben sokszor említjük majd
a DNS molekula 3' és 5' (3 vessző és 5 vessző) végeit.
Ha még sosem hallottál erről,
akkor nézd meg a videót
a DNS antiparallel szerkezetéről.
Ismételjük át egy kicsit,
ha esetleg régen láttad utoljára.
Itt a DNS részletes ábrája
az előbb említett videóból.
Az 5' és 3' elnevezés
arra utal, hogy mi zajlik azokon a ribózmolekulákon,
amelyek ennek a foszfát-cukor gerincnek az alkotórészei.
Itt egy ribóz,
ami egy öt szénatomos cukor.
Megszámozhatjuk a szénatomokat:
ez az 1' helyzetű szénatom, ez a 2',
ez a 3', ez a 4',
ez pedig az 5' helyzetű szénatom.
A létrának ezen az oldalán
az úgynevezett haladási (lefutási) irány...
(iderajzolok egy vonalat)
Ez 3'-5' irányban halad.
Ez vég a 3' vég, ez pedig az 5' vég.
A lefutási iránya 3'-5'.
Ez a foszfátcsoport az egyik gyűrű 3' atomjához csatlakozik.
Ennek a gyűrűnek az 5' atomja egy foszfátcsoporthoz,
az pedig a következő gyűrű 3' atomjához,
az pedig...
az 5' atomján át egy foszfátcsoporthoz kapcsolódik.
A másik vég, mint mondtuk, antiparallel szál
Párhuzamos az előbbivel, de fordított irányban fut.
Tehát ez a 3' atom, ez az 5',
ez 3', ez 5',
Ezt jelenti tehát
az antiparallel szerkezet.
A molekula két gerince
ez a két szál egymással párhuzamos,
de ellentétes irányban futnak.
Tehát ez a 3' vég, ez pedig az 5' vég.
Ezt nagyon fontos tudni ahhoz
hogy értsük a replikációt,
mivel a DNS-polimeráz,
ami beépíti az új nukleotidokat,
a növekvő DNS-szálba,
csak a 3' véghez tudja kapcsolni a nukleotidokat.
Itt például
a hosszbbítás csak...
csak ebben az irányban végezhető.
A másik irányban nem.
v
Úgy is mondhatjuk, hogy az új nukleotidokat
csak a 3' véghez kapcsolhatjuk,
vagyis a DNS hosszabbítása csak 5'- 3' irányban történhet.
Ha csak a 3' véget hosszabbítjuk,
akkor az 5' irányból a 3' irányba haladunk.
Nem haladhatunk 3' - 5' irányba.
A hosszabbítás az 5' végen polimerázzal nem lehetséges.
Miről szól a polimeráz...
Vizsgáljuk meg a fenti ábrát,
ahol együtt látható
a folyamat összes szereplője.
Itt a DNS-szál,
az eredeti formájában
a megkettőződés előtti alakjában.
Megjelöltük a 3' és az 5' végeket,
és követhető a szálak iránya.
Ez a 3', kövessük végig
ez a hozzá tartozó 5' vég.
Ezek tehát ugyanazon szál végei
Ez pedig, ha égig követjük,
ugyanaz a szál
Ez a 3' vége
ez pedig az 5' vége.
Elsőként...
amint elhangzott a korábbi videókban
amelyekben áttekintettük a replikációt
a hélixet alkotó két szál
a két DNS-szálnak szét kell válnia,
hogy felépülhessen a másik
a létra másik oldala
a szétvált szálak mentén.
Akárcsak egy cipzár,
amit szétnyitunk, majd mindkét feléhez egy új cipzárat erősítünk
x
A valóságban viszont sokkal bonyolultabb,
mintha csak szétnyitnánk egy cipzárat, aztán újat teszünk rá.
Kell hozzá egy rakás enzim, és egyebek,
még ezen az ábrán sem látható
az összes közreműködő.
De a legfontosabb résztvevők igen
legalábbis azok, amiket megemlítünk
amikor a DNS-replikációró beszélünk.
Először is az történik,
ez itt szorosan fel van tekeredve.
Ezt ide is írom.
Szorosan fel van tekeredve.
Ha belegondolunk, ez úgy működik,
hogy minél jobban széttekerjük az egyik oldalon,
annál szorosabban tekeredik a másik oldalon.
A cipzár felnyitásához tehát
szükséges egy enzim,
ami segít széttekerni ezt a szorosan feltekert hélixet.
Ez az enzim a topoizomeráz.
Úgy működik,
hogy időlegesen felhasítja a gerincek egyes pontjait,
hogy szétttekeredjen, aztán újra összekapcsolódnak,
De a lényeg, hogy széttekeri,
hogy aztán a helikáz enzim...
A helikáz persze nem úgy néz ki,
mint ez a kis háromszög, ami épp hasítja a ..
A valóságban ezek sokkal ....
ha a valóságban látnánk
a helikáz molekuláris szerkezetét.
A helikáz feladata az,
hogy felszakítsa a hidrogénkötéseket
a nitrogéntartalmú bázisok között.
Itt épp egy adenin és egy timin közt
szakítja fel a hidrogénkötéseket.
Első tehát a széttekeredés
aztán a hlkáz.
A topoizomeráz széttekeri
aztán a helikáz felszakítja a kötéseket.
Innentől kezdve
külön tárgyaljuk a két szálat,
mivel, mint említettem,
az új nukleotidokat
csak 5'-3' irányban kapcsolhatjuk hozzá.
Az alsó szálat tehát
vezető szálnak nevezzük.
Ezen tök egyszerűen halad a folyamat
emlékezz, ez az 5' vége,
a lánc hosszabbítása tehát
ebben az irányban folytatódhat.
c
Ez az 5'-3' irány.
Itt a folyamat elindításához
kell egy RNS-primer
és az az enzim, amelyik létrehozza az RNS-primert.
Ez a DNS-primáz.
Erről még beszélünk
a követő szál kapcsán
de a lányeg, hogy RNS-t kapcsolnak
ezt egy másik színnel jelölöm.
Ide kapcsolódik egy RNS-primer.
Miután a primer ide kapcsolódott,
A DNS-polimeráz megkezdheti a további nukleotidok hozzáadását.
a 3' véghez.
Azért olyan egyszerű a vezető szálon,
mert ez a DNS-polimeráz...
ismétlem,
ezek nem olyan háromszögek, mint ezen a képen,
A valóságban sokkal ..............
Itt láthatók
c
Ez a polimeráz
csak a cipzár felnyílását követi
és eközben újabb és újabb
nukleotidokat kapcsol a 3' véghez.
Ez elég egyszerű.
Könnyű lenne,
ha az 5' véghez is kapcsolhatnánk nukleotidokat,
hiszen akkor úgy vehetnénk,
hogy ez a szál 3'-5' irányban halad,
akkor mondjuk egy másik fajta polimeráz
hozzákapcsolhatná a nukleotidokat
és ezzel a dolog el lenne intézve.
A valóságban ez nem így működik.
Az 5' véghez nem lehet újabb nukkleotidokat kapcsolni
Ez pedig láthatóan a 3' vég
erről a szálról beszélek.c
Másik színnel rajzolom.
c
Ezen a szálon
ez a 3' vég, ez pedig az 5' vég,
c
ezért így nem lehet nukleotidokat.
Hogyan oldja meg ezt a dolgot a biológia?
Primereket ad,
ahogy a szétnyílás megtörténik
a képen látható, hogy a primer nem csak egy nukleotid
hanem általában több
mintegy 10 nukleotid
Tehát kb. 10 RNS nukleotidot ad
ezt a DNS primáz végzi.
A DNS-primáz tehát a követő szálon
ezen az oldalon, felül,
és ad.
Bekapcsolja az RNS-primert,
ami nem csak egy nukleotid
hanem sok
Amint megvan az RNS-primer
a polimeráz hozzákapcsolhat 5'-3' irányban
mindig a 3' véghez.
hozzá
így
Úgy képzelhető el a folyamat
jön a promáz, hozzákapcsolja a primert
és megkezdődik a lánchosszabbítás 5'-3' irányban.
így
aztán egy kis ugrás, és ismétlődik.
Keletkezik egy sor kis szakasz
amelyeket Okazaki-fragmenteknek nevezünk.
Okazaki-fragmentek,
a követő szálon
d
miért hívják követő szálnak
s
mintha tökéletlen volna
ezeket az Okazaki-fragmenteket
ahogy a felnyílás irányába haladva.
így kullog, ez a folyamat lassúbb
de a végén minden összekapcsolható
a DNS-ligáz segítségével.
A DNS-ligáz nem csak összekapcsolja a töredékekeket
hanem az RNS-t is
kicseréli DNS-re.
Így mindezek után van egy másolat
d
A végére tehát létrejön a két kettős szál.
Egy itt fent, a követő szálon,
a másik lent a vezető szálon