< Return to Video

A vezető és a követő szál szerepe a DNS megkettőződése során | Biológia | Khan Academy

  • 0:00 - 0:03
    Beszélgessünk kicsit bővebben arról,
  • 0:03 - 0:06
    hogyan másolja önmagát a DNS,
  • 0:06 - 0:07
    miként replikálódik,
  • 0:07 - 0:09
    és hogy mi minden vesz részt
  • 0:09 - 0:11
    ebben a folyamatban.
  • 0:11 - 0:13
    Eközben sokat emlegetjük majd
  • 0:13 - 0:18
    a DNS molekula 3' és 5' végeit.
  • 0:18 - 0:20
    Ha még sohasem hallottál erről,
  • 0:20 - 0:22
    akkor nézd meg a videót
  • 0:22 - 0:26
    a DNS antiparallel szerkezetéről.
  • 0:26 - 0:28
    Ismételjük át egy kicsit,
  • 0:28 - 0:31
    ha már régen láttad utoljára.
  • 0:31 - 0:33
    Ez itt a DNS részletes ábrája
  • 0:33 - 0:35
    az előbb említett videóból.
  • 0:35 - 0:38
    Az 5' és a 3' végek alapján
  • 0:38 - 0:41
    tudunk tájékozódni
    a DEZOXIribózok atomjai között
  • 0:41 - 0:45
    a molekula foszfát-cukor gerince mentén.
  • 0:45 - 0:47
    Ez itt egy DEZOXIribóz molekula,
  • 0:47 - 0:48
    ami egy öt szénatomos cukor.
  • 0:48 - 0:51
    Számozzuk meg a szénatomjait!
  • 0:51 - 0:55
    Ez a szénatom 1' helyzetű, ez 2' helyzetű,
  • 0:55 - 0:58
    ez a 3', ez a 4',
  • 0:58 - 1:00
    ez pedig az 5' helyzetű szénatomja.
  • 1:00 - 1:06
    E létraszerű molekula mellé
  • 1:06 - 1:10
    ebben az irányban húzok egy nyilat.
  • 1:10 - 1:15
    Ez a nyíl 3'-5' irányba mutat.
  • 1:15 - 1:19
    Ez a 3' vége, ez pedig az 5' vége.
  • 1:19 - 1:21
    A nyíl iránya 3'-5'.
  • 1:21 - 1:23
    Figyeld meg: ez a foszfátcsoport egy
    3' helyzetű atomhoz kötődik,
  • 1:23 - 1:25
    a következő 5' atom
    egy foszfátcsoporthoz,
  • 1:25 - 1:27
    az egy 3' helyzetű atomhoz,
  • 1:27 - 1:29
    az pedig
  • 1:29 - 1:31
    egy 5' atomon át
    egy újabb foszfátcsoporthoz.
  • 1:31 - 1:34
    A másik szál, mint mondtuk,
    antiparallel helyzetű.
  • 1:34 - 1:37
    Párhuzamos az előbbivel,
    de fordított lefutású.
  • 1:37 - 1:38
    Tehát ez az atom 3' helyzetű,
  • 1:38 - 1:40
    ez 5' helyzetű,
  • 1:40 - 1:43
    ez 3', ez pedig 5' helyzetű.
  • 1:43 - 1:45
    Ezt jelenti tehát
  • 1:45 - 1:47
    az antiparallel szerkezet.
  • 1:47 - 1:49
    A molekula két gerince,
  • 1:49 - 1:51
    a két szála párhuzamos,
  • 1:51 - 1:54
    de ellentétes lefutásúak.
  • 1:54 - 1:56
    Tehát ez a 3' vég,
  • 1:56 - 1:59
    ez pedig az 5' vég.
  • 1:59 - 2:00
    Ez nagyon fontos lesz ahhoz,
  • 2:00 - 2:02
    hogy megértsük a replikációt,
  • 2:02 - 2:04
    mivel a DNS-polimeráz,
  • 2:04 - 2:07
    amely újabb és újabb nukleotidokat épít be
  • 2:07 - 2:09
    a készülő DNS-szálba,
  • 2:09 - 2:14
    csak a 3' véget tudja hosszabbítani.
  • 2:14 - 2:17
    Ezt a szálat például
  • 2:17 - 2:22
    csak ebben az irányban
    képes hosszabbítani,
  • 2:22 - 2:27
    a másik irányban nem.
  • 2:27 - 2:29
    Úgy is mondhatjuk,
    hogy az új nukleotidok
  • 2:29 - 2:31
    csak 3' véghez kapcsolhatók,
  • 2:31 - 2:35
    vagyis a DNS hosszabbítása
  • 2:35 - 2:39
    csak 5'-3' irányban történhet.
  • 2:39 - 2:41
    Ha csak a 3' véget hosszabbítjuk,
  • 2:41 - 2:45
    akkor 5'-3' irányban haladunk.
  • 2:45 - 2:48
    Nem haladhatunk 3'-5' irányba.
  • 2:48 - 2:52
    Az 5' vég nem hosszabbítható
    polimeráz enzimmel.
  • 2:52 - 2:55
    Mit jelent ez?
  • 2:55 - 2:57
    Vizsgáljuk meg a fenti ábrát,
  • 2:57 - 2:59
    ahol egyben látható
  • 2:59 - 3:01
    a folyamat összes szereplője.
  • 3:01 - 3:03
    Itt látható a DNS-szál,
  • 3:03 - 3:10
    a kiindulási formájában,
    a megkettőződés előtt.
  • 3:10 - 3:13
    Megjelöltük a 3' és az 5' végeit.
  • 3:13 - 3:15
    Kövessük végig az egyik gerincét!
  • 3:15 - 3:17
    Ez a 3' vég,
  • 3:17 - 3:19
    innen kiindulva
  • 3:19 - 3:23
    eljutunk a hozzá tartozó 5' véghez.
  • 3:23 - 3:27
    Ez a kettő tehát
    egyazon szálnak a két vége.
  • 3:27 - 3:32
    Ezt a szálat követve pedig ide jutunk.
  • 3:32 - 3:36
    Ez a lánc 3' vége,
  • 3:36 - 3:39
    ez pedig az 5' vége.
  • 3:39 - 3:42
    Elsőként, ahogy a korábbi
    videókban említettük,
  • 3:42 - 3:44
    ahol áttekintettük a replikációt,
  • 3:44 - 3:50
    a hélix két oldalának
  • 3:50 - 3:53
    a kettős hélix két DNS-szálának
  • 3:53 - 3:54
    szét kell válnia,
  • 3:54 - 3:56
    hogy aztán kiegészíthessük
  • 3:56 - 3:59
    a létra hiányzó oldalát
  • 3:59 - 4:01
    a különvált szálaknak megfelelően.
  • 4:01 - 4:04
    Olyan ez, mint egy cipzár.
  • 4:04 - 4:06
    Szétnyitjuk, és kiegészítjük
  • 4:06 - 4:08
    mindkét fél cipzárt.
  • 4:08 - 4:12
    A valóságban mindez jóval bonyolultabb,
  • 4:12 - 4:13
    mint egy szétnyitott cipzár,
  • 4:13 - 4:15
    amiből két újat csinálunk.
  • 4:15 - 4:18
    Kell egy rakás enzim, és más egyebek.
  • 4:18 - 4:21
    Még ezen az ábrán sem látható
  • 4:21 - 4:22
    az összes résztvevő,
  • 4:22 - 4:24
    csak a legfontosabbak,
  • 4:24 - 4:26
    amik szóba kerülnek
  • 4:26 - 4:30
    a DNS-replikáció kapcsán.
  • 4:30 - 4:32
    Először is, ez a rész
  • 4:32 - 4:35
    szorosan fel van tekeredve.
  • 4:35 - 4:36
    Ezt ide is írom.
  • 4:36 - 4:40
    Szorosan fel van tekeredve.
  • 4:40 - 4:41
    Könnyen belátható,
  • 4:41 - 4:44
    hogy minél jobban széttekerjük
    az egyik oldalon,
  • 4:44 - 4:46
    annál szorosabban
    tekeredik össze a másikon.
  • 4:46 - 4:49
    A cipzár felnyitásához
  • 4:49 - 4:50
    kell egy enzim,
  • 4:50 - 4:52
    ami széttekeri
  • 4:52 - 4:55
    ezt a szorosan összetekert hélixet.
  • 4:55 - 4:58
    Ez az enzim a topoizomeráz.
  • 4:58 - 5:01
    Ennek hatására
  • 5:01 - 5:05
    ideiglenesen felhasadnak
    a szerkezet egyes kötései,
  • 5:05 - 5:06
    így az széttekeredik.
  • 5:06 - 5:08
    Később ezek a kötések újra kialakulnak,
  • 5:08 - 5:11
    de a lényeg az, hogy most széttekerednek,
  • 5:11 - 5:12
    hogy aztán a helikáz enzim...
  • 5:12 - 5:14
    A helikáz persze nem olyan,
  • 5:14 - 5:16
    mint ez a kis háromszög,
    ami itt vagdossa a kötéseket.
  • 5:16 - 5:19
    A valóságban elképesztő látványt nyújtana
  • 5:19 - 5:21
    a helikáz molekuláris szerkezete.
  • 5:21 - 5:23
    A helikáznak az a feladata,
  • 5:23 - 5:25
    hogy felszakítsa a hidrogénkötéseket
  • 5:25 - 5:29
    a nitrogéntartalmú bázisok között.
  • 5:29 - 5:32
    Itt épp egy adenin és egy timin közt
  • 5:32 - 5:35
    szakítaná fel a hidrogénkötéseket.
  • 5:35 - 5:39
    Első tehát a széttekeredés,
  • 5:39 - 5:41
    mielőtt a helikáz...
  • 5:41 - 5:43
    illetve a topoizomeráz széttekeri
    a molekulát,
  • 5:43 - 5:45
    aztán a helikáz felszakítja a kötéseket.
  • 5:45 - 5:50
    Innentől kezdve a két szálon
    eltérően zajlik a folyamat,
  • 5:50 - 5:51
    mivel, mint említettem,
  • 5:51 - 5:53
    az új nukleotidok beépítése
  • 5:53 - 5:58
    csak 5'-3' irányban lehetséges.
  • 5:58 - 6:00
    Az alul képződő szál,
  • 6:00 - 6:02
    az úgynevezett vezető szál képződése
  • 6:02 - 6:04
    nagyon egyszerű folyamat.
  • 6:04 - 6:06
    Emlékezz, ez itt az 5' vége,
  • 6:06 - 6:08
    a lánc hosszabbítása tehát
  • 6:08 - 6:13
    ebben az irányban történik.
  • 6:13 - 6:16
    Ez az 5'-3' irány.
  • 6:16 - 6:20
    Az események elindításához csupán
  • 6:20 - 6:23
    egy RNS-primer szükséges.
  • 6:23 - 6:28
    Az RNS-primert a DNS-primáz építi be.
  • 6:28 - 6:29
    Később még beszélünk
  • 6:29 - 6:32
    ezekről a molekulákról
    itt fenn, a követő szálon.
  • 6:32 - 6:33
    Ez beépít egy RNS-t
  • 6:33 - 6:36
    (ezt más színnel jelölöm)
  • 6:36 - 6:38
    ide épít be egy RNS-primert.
  • 6:38 - 6:39
    Amint beépült a primer,
  • 6:39 - 6:43
    a DNS-polimeráz elkezdheti
  • 6:43 - 6:47
    a nukleotidok hozzáadását a 3' véghez.
  • 6:47 - 6:50
    A vezető szál hosszabbítása
    azért egyszerű,
  • 6:50 - 6:55
    mert ez a DNS-polimeráz...
  • 6:55 - 6:59
    ezek persze nem olyan négyszögek,
    mint ezen a képen,
  • 6:59 - 7:01
    a valóságban ennél sokkal látványosabbak.
  • 7:01 - 7:04
    Fent látható az egyik DNS-polimeráz,
    a másik lent.
  • 7:04 - 7:08
    Ez a polimeráz
  • 7:08 - 7:11
    a cipzár szétnyílását követve
  • 7:11 - 7:17
    újabb és újabb nukleotidokat
    kapcsol a 3' véghez.
  • 7:17 - 7:21
    Ez tehát elég egyszerű.
  • 7:21 - 7:23
    Milyen könnyű is lenne
  • 7:23 - 7:25
    ugyanígy kapcsolni a nukleotidokat
  • 7:25 - 7:27
    az 5' véghez,
  • 7:27 - 7:31
    hiszen akkor 3'-5' irányban haladva
  • 7:31 - 7:33
    (mondjuk egy másfajta polimerázzal)
  • 7:33 - 7:35
    beépíthetnénk a nukleotidokat,
  • 7:35 - 7:37
    és ezzel a dolog el lenne intézve.
  • 7:37 - 7:40
    Sajnos ez nem így működik.
  • 7:40 - 7:44
    Az 5' véghez nem lehet
    újabb nukleotidokat kapcsolni.
  • 7:44 - 7:47
    Tisztázzuk, ez itt a 3' vég,
  • 7:47 - 7:48
    erről a szálról beszélek.
  • 7:48 - 7:52
    Ezt a szálat más színnel rajzolom.
  • 7:52 - 7:55
    Ennek a szálnak
  • 7:55 - 7:59
    erre van a 3' vége, és erre az 5' vége,
  • 7:59 - 8:03
    így ezt a végét
    nem lehet hosszabbítani.
  • 8:03 - 8:07
    Hogyan oldható meg ez a biológiai fejtőrő?
  • 8:07 - 8:10
    A megoldás a primerek beépítése
  • 8:10 - 8:14
    a felnyílt szakasz szomszédságában.
  • 8:14 - 8:17
    Ezen az ábrán a primert
    csak egyetlen nukleotid képviseli,
  • 8:17 - 8:20
    de általában több nukleotidból állnak,
  • 8:20 - 8:21
    ez mintegy 10 nukleotidot jelent.
  • 8:21 - 8:27
    Tehát kb. 10 RNS nukleotidot
  • 8:27 - 8:29
    épít be ide a DNS-primáz.
  • 8:29 - 8:31
    A DNS-primáz tehát elindul
  • 8:31 - 8:37
    ezen az oldalon, a legfelső szálon,
  • 8:37 - 8:41
    és beépíti mellé az RNS-primert,
  • 8:41 - 8:43
    ami nem csak egyetlen nukleotid,
  • 8:43 - 8:45
    hanem jóval több.
  • 8:45 - 8:48
    Az elkészült RNS-primert
  • 8:48 - 8:53
    a polimeráz tovább tudja
    építeni 5'-3' irányban,
  • 8:53 - 8:56
    a 3' végét hosszabbítva.
  • 8:56 - 9:01
    Így tudja beépíteni
    az új DNS-szakasz elemeit.
  • 9:01 - 9:02
    A folyamat menete tehát:
  • 9:02 - 9:07
    elsőként a primáz beépíti a primert,
  • 9:07 - 9:14
    majd megkezdődik a lánchosszabbítás
    5'-3' irányban.
  • 9:14 - 9:17
    Aztán ugrás előre, és kezdjük újra.
  • 9:17 - 9:21
    Így végül keletkezik
    egy rakás rövid DNS-szakasz,
  • 9:21 - 9:24
    amelyeket Okazaki-fragmenteknek nevezünk.
  • 9:24 - 9:28
    Ezek az Okazaki-fragmentek.
  • 9:28 - 9:30
    A követő szálat a működése miatt
  • 9:30 - 9:33
    okkal nevezik „kullogó” szálnak is,
  • 9:33 - 9:37
    hiszen elég szerencsétlen ötletnek tűnik
  • 9:37 - 9:39
    ez a kínlódás az Okazaki-fragmentumokkal
  • 9:39 - 9:41
    a felnyílás irányát követve.
  • 9:41 - 9:46
    A folyamat tehát kullog, késlekedik,
  • 9:46 - 9:49
    de a töredékek végül összekapcsolódnak
  • 9:49 - 9:52
    a DNS-ligáz segítségével.
  • 9:52 - 9:56
    A DNS-ligáz
    nem csak összekapcsolja a töredékekeket,
  • 9:56 - 10:00
    hanem az RNS-szakaszokat is
    kicseréli DNS-ekre.
  • 10:00 - 10:02
    Így végül elkészül
  • 10:02 - 10:08
    a DNS-szálat kiegészítő lánc.
  • 10:08 - 10:11
    A végére tehát létrejön
    a két kettős lánc,
  • 10:11 - 10:13
    egyik itt fent, a követő szállal,
  • 10:13 - 10:16
    a másik lent a vezető szállal kiegészítve.
Title:
A vezető és a követő szál szerepe a DNS megkettőződése során | Biológia | Khan Academy
Description:

A DNS-polimeráz, a primáz, ligáz, helikáz és topoizomeráz enzimek szerepe a DNS megkettőződése során. A vezető és a követő szál szerepének magyarázata.

Biológia a Khan Academyn: https://hu.khanacademy.org/science/biology

Az élet szép! A biológia az atomokból kiindulva a sejtekig, a génektől kezdve a fehérjékig, és a populációktól az ökoszisztémákig tanulmányozza azt a lenyűgöző és bonyolult rendszert, amely lehetővé teszi az életet. Mélyüljünk el a biológia különböző területein, tudjuk meg, miért olyan izgalmas és fontos tudomány! Az érintett témakörök a középiskolai és a bevezető egyetemi kurzusok tananyagát fedik le.

Mi a Khan Academy? A Khan Academy gyakorló feladatokat, oktatóvideókat és személyre szabott tanulási összesítő táblát kínál, ami lehetővé teszi, hogy a tanulók a saját tempójukban tanuljanak az iskolában és az iskolán kívül is. Matematikát, természettudományokat, programozást, történelmet, művészettörténetet, közgazdaságtant és még más tárgyakat is tanulhatsz nálunk. Matematikai mesterszint rendszerünk végigvezeti a diákokat az általános iskola első osztályától egészen a differenciál- és integrálszámításig modern, adaptív technológia segítségével, mely felméri az erősségeket és a hiányosságokat.

Küldetésünk, hogy bárki, bárhol világszínvonalú oktatásban részesülhessen.

A magyar fordítás az Akadémia Határok Nélkül Alapítvány (akademiahataroknelkul.hu) csapatának munkája.

Iratkozz fel a Khan Academy magyar csatornájára:
https://www.youtube.com/subscription_center?add_user=khanacademymagyar

Kövess minket a Facebook-on: https://www.facebook.com/khanacademymagyar/
more » « less
Video Language:
English
Team:
Khan Academy
Duration:
10:19

Hungarian subtitles

Revisions Compare revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.