4-Mavzu: dnk – replikatsiyasi. Maqsad

---

4-Mavzu: DNK – replikatsiyasi. 

Maqsad:  DNK  biosintezi-genlar  replikatsiyasi,  matritsali  sintez,  DNK-

polimerlarining  funksiyasi.  Eukarkot  va  bakteriyalarda  DNK  polimeraza  turlari 

haqida tushunchalarni ifodalash. 

Tayanch  tushunchalar:  replikatsiya,  reduplikatsiya,  komplementarzanjir, 

konservativ usul, matritsa sintezi, DNK polimeraza, dezeksinukletid trifosfat. 

REJ A 

1.  

DNK 

bi osintezi -ge nl ar 

re pli kats i yasi 

haqida 

umumi y 

tus huncha.  

2.  

Mat rit s ali  si ntez  haqi da t ushuncha.  

3.  

DNK  pol ime raz ani ng  funks i yasi.   fag  DN Ksi  si ntezi   uchun 

Kornbe rg t aj ri bas i.  Okaz aki ni ng eks perime nt al   faktl ari.  

DNK  bi osi ntez i  bi l an  bog’li q  bo’l gan  mas al al arni  eng  ke yi ngi 

yill ardagina  xal  et is h  mumki n  bo’ldi.  Bi roq  bu  mas al ada  xanuz gacha 

ko’p narsa noaniqligicha qolmoqda. 

DNKni ng  naz ari y  re pli kat si yasi   DN K  st rukt urasi ni ng  dis pi ral 

model i  orqali  yaxs hi  t us hunt iril adi.  DN K  z anji ri ni ng  komple me nt arli gi 

va  mole kul al arni ng  qo’sh  z anji rli gi  t ufayli  DN Kni ng  i kki ga  bo’l ini s hi 

(redupli kats i ya) ni ng  quyidagi  sxe masi  bo’li s hli gini  re al  qili b  qo’ydi: 

boshl an g’i ch  DN Kni ng  z anj irl ari    aj ral adi  va  har  bi ri ga  yangi 

komple me nt ar  z anji r  hosil  bo’l adi .S Hunday  qili b,   DN Kni ng  har  bi r 

yangi  molekul asi  t arkibi da  bitt a  boshl an g’i ch  va  bitt a  yangi  z anji r 

bo’lishi  kerak.  DNK  molekulasi  qo’shaloqlashining  bunday  yarim 

konse rvati v  usulini  Mezels on  va  St al  (A+S H)  bakte ri yal arda  1957 

yil dayo q  ani ql aganl ar.  

Ular  i chak  tayo qchasi  huj ayral ari ni    az ot ni ng 

15

N H

4

C l  shakli dagi 

og’i r  iz ot opi 

1 4

N  bo’l gan   muhit da  14  bo’g’i n  davomida  o’s ti rib , 

so’ngra 

undan  

DN Ksini 

aj rati b  

ol ib , 

zi chli gi  

gradie nti da 

sent ri fugal aganl ar .  Huj ayral arni ng  bi r  qi s mini  az ot ni ng  oddi y  iz ot opi 

14

Nbo‘lgan  muhitga    ko’chirilgan.  Bu  muhitda  hujayralar  birinchi 

---

bo’lingandan  keyin  ulardan  DNK  ajralib  olingan  va  yana  zichlik 

gradie nti da se nt ri fugal angan.  

 

 

 

 B unda  DN K  t arkibi dan

1 5

N  va 

1 4

N bo’l gan  dugaray  mole kul al ari 

topil gan.  Huj ayral ar  bu  muhitda  i kki nchi  mart a  bo’li ngandan  ke yi n 

DNKni ng  azotni ng    fa qat  e ngil 

14

N  iz ot opi  bo’l gan  fragsi yas i  hos il 

qili ngan.  

 

 

SHunday  qili b  bakte ri ya  DN Ksi  yarim  konservat iv  yo’l  bil an 

re pli katsi ya ga  uchraydi.   N ati j ada  yuks ak  organiz ml ar  DN Ks i  uchun 

ham 

ana 

shunday 

ma’lumot 

olingan. 

Xromasomalar 

---

qo’shaloqlanishining  yarim  konservativ  usuli  ham  ko’rsatilgan. 

Buni ng  uchun  huj ayral arga  t ri ti y  bi l an  ni shonl angan  t imidi n  be ril gan. 

Xromas omal ar  bo’li ngandan  ke yi n  i kkal a  qiz  xromat idl ar  t riti y  bil an 

nis honl angan 

hol da 

bo’lgan. 

Bi ro q 

ni shonl angan 

ti mi di n 

yo’qotil gandan  va  huj ayral ar  ke yingi  bo’li ni shi dan  so’ng  bitt adan 

nis honl angan,  bit t adan  ni shonl angan  xromatid  hosil  bo’l adi,  bu 

radi avtografik us ulda  ko’rs at il gan.  

 

Juda  kat t a  makromole kul a  sintezi da  komple me nt ar  pri nsi pni 

qo’l l as hda  mat rit s a  si ntez i  t axmi n  qili nadi.  Bis pi ral  kas hf  etil gandan 

ke yin  A. Kornbe rg  tez da  huj ayrasiz  si ste mada  DN K  replikatsi yas ini ng 

ana  shunday  yo’li ni  qi di ra  bos hl adi .  U  ichak  t ayyo qchasi  e kst rati dan 

foydal ani b  1957  yil dayo q  probi rkada  DN K  ni  si ntezl as hga  muvofi q 

bo’ldi  va  bu  ishi  uchun  1959  yilda  Nobel  mukofotini  oldi.  Biro q  bu 

sint eti k  DN K  xali  bi ol ogi k  akt ivl ikka  e ga  emas  e di.   Huj ayral ardan 

ekst rat l ar  oli ngan  va  si ntez  re aksi yasi ni  amal ga  os hi rgan  ferme nt ga 

DNK  poli me raz a  deb  nom  be ril di .  U  gomoge n  holda  ol inmaguncha 

yaxshil ab  toz al angan.  Uning  huj ayradagi  mi qdori  uncha  ko’p  e mas . 

Ichak  t ayo qchasi ni ng  100  kg  huj ayrasi dan  faqat  0,5  gr  fe rme nt  oli nadi . 

Bu  mole kul yar  mas s asi   109000  daltonga  te ng  bo’l gan  bit t a  poli pe pti d 

zanji rdan  i borat 

oqsil di r.  Fe rme nt  mole kul as ida 

bitt a 

di sulfit 

ko’prikcha va bitta erkin SH gruppa bo’ladi.  

 

Toz a  fe rme nt dan  foydal ani b,  DN K  si ntezi  re aksi yas i  bat afsil 

o’rganilgan.  Bunda  4  ta  dezaksinukleotid  trifosfat  boshlan g’ich 

bi ri kma  hi sobl anadi.  Ferme ntl arni ng  is hi  uchun  mat rits a  DN K  va  M g

2+

 

hamda  K

+

 i onl ari,  shuni ngde k,  muhit ning  ma’l um  pH  bo’lis hi  ke rak.  

DNKning  mavjud  zanjiri  oxirgi  nukleotidning  (unga  komplementar  matritsa 

joylashgan)  3`-ON  gruppasida  uzaya  boshlaydi,  yangi  dizoksinukleotidtrifosfat  u 

bilan o’zaro ta’sirlashadi

. 

Fosfodiefir  ko’prikcha  tugab,  anorganik  pirofosfat  ajraladi.  SHunday  qilib 

polinukleotid zanjir faqat 3`-ON uchidan, ya’ni 5`-3` yo’nalishda o’sa boradi

.

 

---

 

Agar  fermentda  xatto  3`-ON  gruppali  kalta  bispiral  qism  bo’lmasa  ham  u  bir 

zanjirli  matritsada  ishlay  olmaydi.  Hujayrasiz  murakkab  sistemalarda,  odatda,  bir 

zanjirli DNKning qismlarga komplementar bo’lgan kalta oligonukleotidlar ishtirok 

etadi,  ular sintez  reaksiyasini  ta’minlaydi.  Bir  qator  hollarda RNK oligonukleotid 

vazifasini  bajarishi  ham  mumkin.  Takomillashgan  bispiral  ham  chiziqli    yoki 

sirkulyar formada Kornberg DNK polimerazasida matritsa bo’la olmaydi. Reaksiya 

boshlanishi  uchun  bispiral  iplari  ma’lum  darajada  chirmashishi  kerak.  DNKning 

ko’pgina faglar va bakteriyalar DNKsi uchun xos bo’lgan sirkulyar   

formasi  i pl arining  chi rmas his hi  uchun  uni ng  fos fodie fi r  bog’ini ng 

bitt asi ni  uzi sh  ki foya:  chizi qli  duple ksl ari  uchun  bitt a  yoki  bi r  ne cht a 

bog’ uzulishi kerak.  

 

---

 

 

 

 B undan  t ashqari  D N K  z anji ri  chi rmas hi shi ni ng  boshqa  me xaniz ml ari 

bo’lishi  mumkin.  Keyingi  yillarda  faglar  bilan  bakteriyalardan  bir 

zanji rli  DN K  bil an  o’z aro  t a’si r  et adi gan  oqs ill ar  aj rati b  oli ngan. 

Mas al an,  fagning  32  t a  ge ni ni ng  mahsuloti  bo’l gan  T

4

  ki chi k  oqs il 

bo’lib,  molekulyar  massasi  35000  bo’lgan  bitta  polipeptid  zanjirdan 

iborat.  Oqs ilning    1  t a  molekul asi  10  t a  nukle oti d  bil an  bog’l angan. 

Bunda  DN K  ikki  qavatli  qis mning  eris h  tempe rat urasi    kes ki n 

(mas al an,  65

0

dan  uy  te mpe rat urasi gacha)  pas ayadi.  Hozi rgi  payt da 

---

bunday  oqsill ar  o’si ml ikl ar  va  hayvonl ar  huj ayrasi dan  aj rati b  oli ngan. 

Ular DN K z anj irl arini ng  chi rmas his hi da i s hti rok ets a ke rak.  

 

Kornbe rg  probirkada  bi ologi k  akti v  DN Kni  si ntezl ashga  uri nis hi   

1967  yil da  muvaffa qi yatl i  yakunl andi .  F  x  174  fagni ng  –  5500  t a 

nukle oti ddan 

t uzil gan 

DN Ksi  

ol indi . 

Y Ana 

bi r 

fragment 

– 

polinukle oti d l i gaz a kas hf etil ganli gi  tufayli  bu  is h  yaxs hi  nati j a  be rd i . 

Bu  fe rme nt  bis pi ral   DN K  i pl ari dagi  fos fodie fi r  bog’l arini   yakka 

uzil gan  j oyl arini  chokl ash,  yangi l as h  xus usi yat i ga  e ga.  N AD

+

  re aksi ya 

kafakt ori  bo’l ib  xiz mat  qil adi.  Bu  fe rme nt  ham  DN K  yakka  z anj irini ng 

uchl arini   chokl ab,  si rkul yar  forma  hosil  qil adi  (si rkul yar  mat ri ts ada).  

 

Fag  DN Ks i  s intezi  uchun  Kornbe rgning  DN K  poli me raz as idan 

ham,    li gaz adan  ham  foydal anil gan.  F  x  174  fag  DN Ksi ni ng  bi r  z anj irli 

sirkul yar  formas i  mat rit s a  qili b  oli ngan.  

 

DNK 

poli me raz a 

yordami da 

komple me nt ar 

z anji r   

sint ezl angandan  ke yi n  uning    uchl ari  li gaz a  bi l an  chokl angan.   Bi s pi ral 

xal qa  maxs us  is hl ov  be ris h  yo’li  bil an  te gi shl i  zanji rl arga  aj ratil gan  va 

yangi  si ntezl angan  z anj ir  dastl abki  fag  DN Ksi  sintezi  uchun  mat rit s a 

sifati da 

qayt adan 

kiritil gan. 

Unda 

si ntezl angan 

z anji r 

barc ha 

parame trl ari, 

juml adan 

dast l abki   virus   DN Ksi ni ng 

yu quml ili gi 

bo’yi cha  bi r  xi l  bo’l ib  chiqdi .  Sintez  ni hoyat da  yaqi n  bo’l gan,  chunki 

5500  nukl eot iddan  xatt o  bi tt asi ni  no ani qli gi  ham  f  x  174  fagi 

DNKsi ni ng  yu qumli li gi  yo’qol is hi ga  s abab  bo’li s hi  vi rusl arga  ko’p dan 

beri ma’lum edi. Demak, molekulyar vazni  1,7 x10

6

  bo’l gan,  t arki bi da 

5  yoki  6  t a  ge n  s aql angan  bi al ogik  akti v  DN K  birinchi  mart a 

probi rkada si ntezl angan.  

 

SHu  bil an  bi rga  Kornbe rg  fe rme nt ni ng  ( yoki  DN K  pol ime raz asi  I 

ni ng)  huj ayrada  DN K  repl ikatsi yas ida  is hti rok  etis hi  tobora  no ani q 

bo’lib  bordi.  Genetiklar  tomonidan  olingan  yangi  ma’lumotlar  DNK 

sint ezida  ko’p gina  genl ar -bakte ri yal arda  20  t agacha  gen  i sht irok 

etis hini  ko’rs atdi .  D N K  poli meraz a  I  dan  mahrum  et gan  i chak 

---

tayo qchas ini n g  mut antl ari  j uda  yaxs hi  o‘rnas hgan.  Ke yingi  yill arda 

yangi  DN K  poli me raz a  olis hga  bo’l gan  uri nis hl ar  muvaffaqi yat li 

yakunl andi .  B akte ri yal ardan  i kkit a  yangi  fe rme nt  –  DNK  poli meraz a  II 

va  DN K  poli me raz a  IV  aj rat ib  oli ndi ,  ul ar  yadro  me mbranal ari  bil an 

chambarchas  bog’l angan.  Ul ardan  farq  qil ib,  DN K  poli me raz a  I  os on 

eruvchan  bo’l adi,   yangi  oli ngan  ferme nt dan  DN Kni ng  matrits ada  D N K 

poli meraz a  I  kabi   si ntezl aydi,   fa qat   bunda  e rki n  3` -ON  gruppa 

bo’lishi, lekin DNKlar sezgirligi turlicha  bo’lishi  kerak. Bir  fermentga 

re pli katsi ya  bos hl ani shi  uchun  fos fodiefir  bog’i ni ng  faqat  1  t a  bi r 

zanji rli   uz ilis hi   kifoya,   bos hqasi   uchun  ancha  murakkab  bo’lis hi   t al ab 

etil adi .  Y angi  fe rme ntl ar  ham  aj ral gan  hol at da  yu qori  daraj ada 

lobilli gi  bi l an xarakte rl anadi.  

 

Hozi rgi  vaqt da  yuks ak  hayvon l ar  va  o’si mli kl ardan  har  xi l  DN K 

poli meraz al ar 

ajratib 

oli ngan, 

bi ro q  ul arni ng  huj ayrada  D N K 

re pli katsi si da  is hti rok  et gan  mas al as i  hal i  no aniql i gi cha  qolmo qda. 

Afti dan  DN K  sintezi  ko’p   bos qi chli   prot sess   bo’li b,   unda  oqsi ll arni ng 

va  oqsil  bo’l magan bi ri kmal arning  komple ksi i shti rok e ts a  ke rak.  

 

Eng 

so’ngi 

ekspe ri me nt al 

faktl ardan 

bi ri 

qizi qarli di r. 

YAponi yal ik  oli m  Okaz aki  yangi  sintezl angan  DN K  qi sqa  fragment l ar, 

ya’ni  ko’pgina  initsiatsiya  mahsuloti  ekanligi  ishonchli  ravishda 

ko’rsatdi. So’ngra bu qisqa fragmentlar ligazalar yordamida choklandi, 

shunday  qili b,   ul ar  repl ikat si yadagi   eng  mu him  fragment  his obl anadi . 

Agar  li gaz a  ingi  bi rl ans a,  Okaz aki  fragme ntl ari  huj ayrada  juda  ko’p 

mi qdorda    t o’pl anadi .  DN K  si ntez ida  RN Kning  roli  ham  bo’li s hi 

mumki n.  B u  RN Kl ar  ke yin  R N K  va  DN K  duragayl arida  R N K 

gi droliz l aydi gan  maxs us  ribonukle oz a  yordami da  y o’qot il adi.  DN K-

poli meraz a  I  ni ng  fizi ol ogik  roli  ni madan  i borat ?  Fe rme nti  y o’qotil gan 

ichak  t ayo qchasi ni ng  us hbu  mut antl ari  DN Kning  ult rabi nafs ha  va 

radiatsiya  ta’sirida  zararlangan  joyni  reparatsiyalash  xususiyatiga  ega 

emas  ekan.  Tozalangan  fermentning  ekzonukleotivligi,  ya’ni  bir 

---

zanji rli  D N Kdan  bitt adan  nukle oti d  aj ratis h  xoss asi  kas hf  e til gan. 

DNK  poli me raz a  is hi ni ng  bu  xus us i yat ini  yaxs hil ab 

o’rganish 

natij asi da  u  DN K  t arkibidagi  z ararl angan 

as osl arni 

y o’qot is h 

xususi yati ga  e ga  ekan  de gan  xulos aga  keli ndi.  S Hunday  qi lib  bu 

re pli kaz a e mas  reparaz adi r.    

 

Hozi rgi  vaqtda  oli ml ar  o’z  kuchi ni   DN K  re pli kat si yasi ni ng  nozi k 

qonuni yat l arini,  barcha  murakkab  re pli kats ion  komponentl arni ng 

xarakte ri sti kas ini  ani ql as hga  qarat gan.  DN K  si ntezi ni ng  j uda  ani q  va 

o’ziga  xosligi bilan  farq qiladigan  regulyasiya  mexanizmini bilish  ham 

ayniqs a  muhi m   yo’nali sh his obl anadi.