ДНҚ репликациясы. Мезелсон мен Сталь эксперименттері. Чаргафф ережесі. Биология, 10 сынып, презентация.
Сынып: 10
Сабақ тақырыбы: ДНК-ның репликация процессі. Мезелсон мен Сталь тәжірбиесі. Чаргафф ережесі.Сабақтың мақсаты: 10.4.1.7 ДНК-ның репликация процессін сипаттау.
Жетістік критерийлері:
• ДНК репликациясы терминін анықтай білу
● Чаргафф ережесін білу.
● Мезельсона мен Стал экспериментінің ДНҚ-ның репликациясы теориясындағы маңыздылығын бағалау.
Репликация - ДНҚ-ның екi еселену процессi - көбiнесе жасушаның бөлiну алдында жүрiп, жасушаның бірқатар ұрпақтарында хромосомалар санының тұрақтылығын қамтамасыз етедi.
Репликация - көптеген ферментердiң қатысуымен жүзеге асырылатын күрделi процесс. Репликацияның негiзгi ферменттерi:
1. Геликаза - ДНҚ тiзбектерiн ажыратады
2. SSB-белоктар - ДНҚ-ның ажыраған тiзбектерiн тұрақтандырады
3. ДНҚ-полимераза - тiзбектi синтездейдi
4. топоизомераза – “репликативтiк айырдың” алдындағы ДНҚ-ның аса жоғары ширатылған жерлерiн босатады
5.РНҚ-праймаза - ДНҚ-полимеразаға керектi РНҚ-бастауыштарды (праймерлердi) синтездейдi
6. лигаза - ДНҚ фрагменттерiн жалғап қосады
“Репликациялық айыр” аймағындағы ДНҚ репликациясының схемасы
ДНК репликациясының моделі
ДНҚ реплекациясында басты рөлді –ДНҚ полимераза фермент атқарады. ДНҚ синтезіне келетін болсақ бұл процесс қос тізбектің белгілі бір бөлікте ажырап, реплекациялық айыр құрылуынан басталады. Бұл процеске Хеликаза ферменті қатысады.
ДНҚ ажырағаннан кейін де ДНҚ полимераза ферменті жаңа тізбекті синтездей алмайды, өйткені ДНҚ құрылымында топологиялық қиындық бар. Ол ДНҚ –ның тығыз оралу дәрежесіне байланысты. Бұл қиындық топоизомераза ферментінің әсері арқылы шешіледі: Оралымның ілінген тізбектерін кесіп ажыратады да, репликациялық айырдағы қысымды төмендетеді.
ДНҚ –ның қос тізбегі бір біріне 5-3 оған қарсы 3-5 антипараллельді болғандықтан, ДНҚ-полимераза ІІІ ферментті (сүтқоректілерде ДНҚ полимераза α) жаңа тізбекті тек 5-3 бағытында ғана синтездейді, демек, ДНҚ тізбегінің әрқайсысының реплекациясы жеке жүреді.
Олай болса, ДНҚ полимераза ДНҚ-ның 3-5 бағытындағы тізбегін үздіксіз синтездей алады. Өйткені матрицалық тізбектің соңы бос 3-ОН тобынан бастаған, дәл осы соңғы бөлікке ғана өсетін ДНҚ тізбегінің келесі нуклеотиді комплементарлық ережеге сәйкес қосыла алады. Бұл тізбектің синтезделуі екінші тізбекке қарағанда сәл ерте басталады, сол себептен ол «бастаушы» тізбек деп атайды. ДНҚ –ның екінші бағытындағы тізбектің синтезі («артта қалған») үзілмелі жүреді. Синтез 5 -3 қарай бағытталады.
Бұл тізбекті ДНҚ-полимераза ІІІ ферменті бірден өздігінен синтездей алмайды. «Артта қалған» тізбек синтезін қоздыру үшін, ең алдымен, РНҚ-ның қысқа фрагменті қажет. Бұл қысқа кесінді Праймер (Қоздырғыш ) деп аталады, олардың синтезделуін праймаза ферменті қамтамассыз етеді.
Артта қалған тізбектің синтезделуінің тағы бір ерекшелігі –түзілген жаңа ДНҚ тізбегі әрбіреуінің ұзындығы 1000-2000 нуклеотидтке тең жеке үзінділерден тұрады. Бұл үзінділер оларды тұңғыш байқаған жапон ғалымының құрметіне Оказаки фрагменттері деп атады. Үзілмелі Оказаки фрагменттерінің бір –бірімен қосылуы ДНҚ репликациясын аяқтайды. Бұл Оказакия фрагменттерін қосатын фермент ДНҚ лигаза. Нәтижесінде бастапқы бір молекуласының орнына нуклеотид құрамы бойынша одан еш айнымайтын көшірме бірдей екі молекуласы синтезделеді. ДНҚ –ның жаңа тізбегін синтездеуге қатысатын негізгі фермент ДНҚ полимераза α деп аталады. ДНҚ –полимераза β ферменті клетканың репликациялық (қалпына келтіру) қызметін қамтамассыз етеді. Полимераза ферментінің үшінші түрі ДНҚ полимераза γ- ның ядродағы атқаратын қызметі әзірге беймәлім, оны митохондриядағы ДНҚ реплекациясына қатысады деген ғылыми дерек бар.
Репликация принциптері
1. Комплементарлы
Репликация принциптері
2. Антипараллельді
3. Униполярлы
Жаңа тізбек
Ескі тізбек
4. Жартылай консервативті
Репликация принциптері
ДНК-
полимераза
праймаза
РНК
Праймердің жойылуы
5. Праймердің қажеттілігі
Репликация принциптері
Эукариоттардағы ДНҚ репликациясының ерекшелiктерi:
1.Репликация жартылай консервативтi әдiспен жүредi. Ескi ДНҚ-ның әр тiзбегiн қалып ретiнде пайдаланып, ДНҚ–полимераза ферментi комплементарлық принцип бойынша бос нуклеотидтерден екiншi тiзбектi түзедi. Ол үшін тiзбектер арасындағы сутектiк байланыстар үзіліп, ДНҚ-ның екi тiзбегі бiр бiрiнен ажырап, босаңсып, “репликация айырын” түзедi. 2. ДНҚ молекуласының аса ұзын болуына байланысты репликация бiрден бiрнеше жерден басталып (полирепликонды түрде), екi бағытта келесi “репликативтiк айырмен” кездескенше жүредi. Репликацияның басталатын нүктелері нуклеотидердiң арнайы ретiмен анықталып “инициация нүктесi” деп аталады. Олардың саны әр хромосоманың ДНҚ-да нақты белгілі болады. Репликацияның басталу нүктесiнен келесi “репликация айырымен” кездесетiн жерге дейiнгi ДНҚ-ның бөлiгi репликон деп аталады - бұл репликация бiрлiгi. Прокариоттар мен органоидтардағы (митохондриялар мен пластидтер) ДНҚ молекуласының хромосомалық ДНҚ-нан айырмашылығы - оларда тек бiр “инициация нүктесi” болады, сондықтан олар бiр репликон деп саналады. 3. Жасушадағы ДНҚ-ның репликациясы жасушалық циклдың S-кезеңiнде жүредi. Бiрақ, репликондардың репликациясы бiркелкi емес, асинхронды түрде жүредi. Мысалы, рРНҚ туралы ақпараты бар ДНҚ бөлiктерi S-кезеңiнiң басында екi еселенедi де, басқа бөлiктерi кейiн еселенедi. Митохондриялық ДНҚ-ның репликациясы көбiнесе жасушаның әрбір бөлiнуі алдында, G2-кезеңiнде, болып кетедi. Ал бөлiнбейтiн жасушаларда (мысалы бауыр жасушалары) митохондириялық ДНҚ-ның репликациясы физиологиялық ескіруге байланысты митоздық циклдың фазаларына тәуелсiз жүреді. 4. ДНҚ синтезі тек 5’ -3’ бағытта жүретiн, ал ДНҚ тiзбектерiнiң қарама қарсы (антипаралельді) болғандықтан, ДНҚ-ның бiр тiзбегi үздiксiз түзiлiп, лидерлiк деп, екiншiсi соңынан бiр тiзбекке жалғанатын кішірек үзінділер (Оказаки фрагменттерi) түрiнде синтезделіп, iлесушi тізбек деп аталады. Жалпы ДНК репликациясы про - және эукариоттарда ұксас, 6ipaK эукариоттарда синтез жылдамдыгы бірқатар төмен (1 сек - 100-300 нуклеотид шамасында) болады, прокариоттарда (1 сек 1000-3000 нуклеотид шамасында) жылдамырак жүреді. Ce6e6i, эукариоттың ДНҚ-сы акуызбен бepiK байланысқан, ол оның деспиральдануын тежейді, репликациясын баяулатады.Әр түрге жататын ағзалардың ДНҚ молекуласы тұрақтылығымен және түрлік ерекшеліктерімен ажыратылады. ДНҚ 6ip-6ipiнe комплементарлы eкi тізбектен тұрады. Сондықтан, ондағы А саны Т, Г саны Ц тең және А +Г ара қатынасы 1- ге тең, оны Чаргафф ережесі деп атайды
Т+Ц (1949 ж). Ал, А +Т ара катынасы 1- ге тең емес, ce6e6i Г + Цкейбір түрлерде А + Т жұптары көбірек болса Ц + Г азырақ болады, кейбіреуінде кepicінше. Мысалы; кейбір бактерияларда А + Т =0,42, ал Г+Цадамда А + Т =1,53 болады. Г+Ц Совет биохимии А.Н.Белозерскидің анықтауы бойынша азоттық негіздер жұбының ара қатынасы түрлік белгіні анықтайды.Топтық жұмыстар үшін сұрақтар:
Репликацияның неше теориясы бар?
ДНҚ репликациясының жартылай консервативті теориясы нені анықтайды?
Мезельсон мен Стальдің тәжірибелерін ДНҚ репликациясы тұжырымдамаларындағы маңыздылығын қалай сипаттауға болады?
Үй жұмысы:
ДНҚ репликациясы бойынша хронология жасау.
Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз:
Facebook | VK | WhatsApp | Telegram | Twitter
Қарап көріңіз 👇
Пайдалы сілтемелер:
» Туған күнге 99 тілектер жинағы: өз сөзімен, қысқаша, қарапайым туған күнге тілек
» Абай Құнанбаев барлық өлеңдер жинағын жүктеу, оқу
» Дастархан батасы: дастарханға бата беру, ас қайыру