Molekuli ya DNA ni muundo unaopatikana kwenye kromosomu. Kromosomu moja ina molekuli moja kama hiyo inayojumuisha nyuzi mbili. Upunguzaji wa DNA ni uhamishaji wa habari baada ya kuzaliana kwa nyuzi kutoka kwa molekuli moja hadi nyingine. Ni asili katika DNA na RNA. Makala haya yanajadili mchakato wa upunguzaji wa DNA.
Maelezo ya jumla na aina za usanisi wa DNA
Inajulikana kuwa nyuzi katika molekuli zimesokotwa. Hata hivyo, wakati mchakato wa upunguzaji wa DNA unapoanza, wao hukata tamaa, kisha huhamia kando, na nakala mpya inaunganishwa kwa kila mmoja. Baada ya kukamilika, molekuli mbili zinazofanana kabisa zinaonekana, ambayo kila moja ina uzi wa mama na binti. Mchanganyiko huu unaitwa nusu kihafidhina. Molekuli za DNA husogea mbali, huku zikisalia katika centromere moja, na hatimaye hutofautiana pale tu centromere hii inapoanza kugawanyika.
Aina nyingine ya usanisi inaitwa reparative. Yeye, tofauti na hapo awali,kuhusishwa na hatua yoyote ya seli, lakini huanza wakati uharibifu wa DNA hutokea. Ikiwa ni nyingi sana, basi kiini hatimaye hufa. Hata hivyo, ikiwa uharibifu umewekwa ndani, basi inaweza kutengenezwa. Ikitegemea tatizo, nyuzi moja au mbili za DNA zinaweza kurejeshwa. Hii, kama inavyoitwa pia, usanisi ambao haujaratibiwa hauchukui muda mrefu na hauhitaji gharama kubwa za nishati.
Lakini wakati upunguzaji wa DNA hutokea, nishati nyingi, nyenzo hutumiwa, muda wake hudumu kwa saa.
Rudufu imegawanywa kwa vipindi vitatu:
- kuanzishwa;
- refu;
- kukomesha.
Hebu tuangalie kwa karibu mfuatano huu wa upunguzaji wa DNA.
Kuanzishwa
Kuna makumi kadhaa ya mamilioni ya jozi msingi katika DNA ya binadamu (kuna wanyama mia moja na tisa pekee). Upunguzaji wa DNA huanza katika sehemu nyingi kwenye mnyororo kwa sababu zifuatazo. Wakati huohuo, unukuzi hutokea katika RNA, lakini husimamishwa katika sehemu fulani tofauti wakati wa usanisi wa DNA. Kwa hiyo, kabla ya mchakato huo, kiasi cha kutosha cha dutu hujilimbikiza kwenye cytoplasm ya seli ili kudumisha kujieleza kwa jeni na ili shughuli muhimu ya seli isisumbuliwe. Kwa kuzingatia hili, mchakato unapaswa kufanyika haraka iwezekanavyo. Matangazo katika kipindi hiki hufanywa, na unukuzi haufanyiki. Uchunguzi umeonyesha kuwa upunguzaji wa DNA hutokea mara moja katika pointi elfu kadhaa - maeneo madogo na fulanimlolongo wa nucleotides. Huunganishwa na protini maalum za kuanzisha, ambazo kwa upande wake huunganishwa na vimeng'enya vingine vya urudufishaji wa DNA.
Kipande cha DNA ambapo usanisi hutokea huitwa replicon. Huanza kutoka mahali pa kuanzia na kuishia wakati kimeng'enya kinapokamilisha urudufu. Replicon inajitegemea, na pia hutoa mchakato mzima kwa usaidizi wake yenyewe.
Huenda mchakato usianze kutoka kwa sehemu zote mara moja, mahali fulani utaanza mapema, mahali fulani baadaye; inaweza kutiririka kwa njia moja au mbili kinyume. Matukio hutokea kwa mpangilio ufuatao yanapotolewa:
- uma replication;
- RNA primer.
Uma kurudia
Sehemu hii ni mchakato ambao viambata vya deoxyribonucleic vinaunganishwa kwenye uzi uliojitenga wa DNA. Uma huunda kinachojulikana kama jicho la kupunguza. Mchakato hutanguliwa na mfululizo wa vitendo:
- kutolewa kutoka kwa kushikamana na histones katika nucleosome - vimeng'enya vya kupunguza DNA kama vile methylation, acetylation na phosphorylation hutoa athari za kemikali ambazo husababisha protini kupoteza chaji chanya, ambayo hurahisisha kutolewa kwao;
- despiralization ni utunguaji unaohitajika ili kutoa nyuzi zaidi;
- kuvunja vifungo vya hidrojeni kati ya nyuzi za DNA;
- muachano wao katika mwelekeo tofauti wa molekuli;
- kurekebisha kwa protini za SSB.
RNA primer
Mchanganyiko unatekelezwakimeng'enya kinachoitwa DNA polymerase. Walakini, hawezi kuianza peke yake, kwa hivyo enzymes zingine hufanya hivyo - RNA polymerases, ambayo pia huitwa primers za RNA. Zimeunganishwa sambamba na nyuzi za deoxyribonucleic kulingana na kanuni inayosaidia. Kwa hivyo, uanzishaji unaisha na usanisi wa vianzilishi viwili vya RNA kwenye nyuzi mbili za DNA ambazo zimevunjwa na kutengwa katika mwelekeo tofauti.
Kurefusha
Kipindi hiki huanza kwa kuongezwa kwa nyukleotidi na mwisho wa 3' wa primer ya RNA, ambayo inafanywa na polimasi ya DNA iliyotajwa tayari. Kwa kwanza, yeye huunganisha nyukleotidi ya pili, ya tatu, na kadhalika. Misingi ya kamba mpya imeunganishwa na mnyororo wa wazazi kwa vifungo vya hidrojeni. Inaaminika kuwa usanisi wa filamenti huendelea katika mwelekeo wa 5'-3'.
Inapotokea kuelekea uma replication, usanisi huendelea mfululizo na kurefuka inavyofanya hivyo. Kwa hiyo, thread hiyo inaitwa kuongoza au kuongoza. Vitangulizi vya RNA havifanyiki tena juu yake.
Hata hivyo, kwenye uzi ulio kinyume wa uzazi, nyukleotidi za DNA zinaendelea kushikamana na kianzilishi cha RNA, na mnyororo wa deoksiribonuklei huunganishwa kinyume na uma kutoka kwa uma. Katika hali hii, inaitwa kuchelewa au kuchelewa.
Kwenye uzi uliolegea, usanisi hutokea vipande vipande, ambapo, mwishoni mwa sehemu moja, usanisi huanza kwenye tovuti nyingine iliyo karibu kwa kutumia kitangulizi sawa cha RNA. Kwa hivyo, kuna vipande viwili kwenye kamba ya lagi ambayo imeunganishwa na DNA na RNA. Zinaitwa vipande vya Okazaki.
Kisha kila kitu kinajirudia. Kisha zamu nyingine ya helix hujifungua, vifungo vya hidrojeni huvunjika, nyuzi hutengana kwa pande, kamba inayoongoza huongezeka, kipande kinachofuata cha msingi wa RNA kinaundwa kwenye ile iliyochelewa, baada ya hapo kipande cha Okazaki. Baada ya hayo, kwenye kamba ya lagi, primers za RNA zinaharibiwa, na vipande vya DNA vinaunganishwa kuwa moja. Kwa hivyo kwenye mzunguko huu hufanyika kwa wakati mmoja:
- uundaji wa vianzilishi vipya vya RNA;
- muundo wa vipande vya Okazaki;
- uharibifu wa vianzio vya RNA;
- kuunganishwa tena kuwa mnyororo mmoja.
Kukomesha
Mchakato unaendelea hadi uma mbili za urudufishaji zikutane, au moja wapo ifikie mwisho wa molekuli. Baada ya uma kukutana, nyuzi za binti za DNA huunganishwa na kimeng'enya. Katika tukio ambalo uma umehamia mwisho wa molekuli, upunguzaji wa DNA huisha kwa usaidizi wa vimeng'enya maalum.
Marekebisho
Katika mchakato huu, jukumu muhimu linatolewa kwa udhibiti (au urekebishaji) wa upunguzaji. Aina zote nne za nyukleotidi hutolewa kwa tovuti ya usanisi, na kwa kuoanisha majaribio, DNA polimasi huchagua zile zinazohitajika.
Nyukleotidi inayotakiwa lazima iweze kutengeneza vifungo vingi vya hidrojeni kama vile nyukleotidi sawa kwenye ncha ya kiolezo cha DNA. Kwa kuongeza, kuna lazima iwe na umbali fulani wa mara kwa mara kati ya migongo ya sukari-phosphate, inayofanana na pete tatu katika besi mbili. Iwapo nyukleotidi haikidhi mahitaji haya, muunganisho hautafanyika.
Udhibiti unafanywa kabla ya kujumuishwa kwenye mnyororo na kabla.kuingizwa kwa nucleotide inayofuata. Baada ya hapo, dhamana huundwa katika uti wa mgongo wa phosphate ya sukari.
Tofauti ya kubadilika
Utaratibu wa urudufishaji wa DNA, licha ya asilimia kubwa ya usahihi, huwa na misukosuko katika nyuzi, hasa huitwa "mabadiliko ya jeni". Takriban jozi za msingi elfu moja zina hitilafu moja, ambayo inaitwa upunguzaji wa kibadilishi.
Hutokea kwa sababu mbalimbali. Kwa mfano, katika mkusanyiko wa juu au chini sana wa nyukleotidi, deamination ya cytosine, uwepo wa mutajeni katika eneo la awali, na zaidi. Katika baadhi ya matukio, makosa yanaweza kusahihishwa kwa taratibu za urekebishaji, katika nyingine, kusahihisha inakuwa haiwezekani.
Iwapo uharibifu umegusa mahali ambapo hatufanyi kazi, hitilafu haitakuwa na madhara makubwa mchakato wa kupunguza DNA utakapotokea. Mlolongo wa nyukleotidi wa jeni fulani unaweza kuonekana kwa kutolingana. Kisha hali ni tofauti, na kifo cha seli hii na kifo cha viumbe vyote vinaweza kuwa matokeo mabaya. Inapaswa pia kuzingatiwa kuwa mabadiliko ya jeni yanatokana na kubadilika kwa mabadiliko, ambayo hufanya mkusanyiko wa jeni kuwa wa plastiki zaidi.
Methylation
Wakati wa usanisi au mara tu baada yake, methylation ya mnyororo hutokea. Inaaminika kuwa kwa wanadamu, mchakato huu ni muhimu ili kuunda chromosomes na kudhibiti uandishi wa jeni. Katika bakteria, mchakato huu hulinda DNA dhidi ya kukatwa na vimeng'enya.
