Replikatsiyaning molekulyar asoslari. Nazariy jihatdan DNK replikatsiyasining bir nechta variantlari (xillari) bo`lishi mumkin: 1) konservativ usulda DNK ning “bola” qo`sh spirali “ona” DNK zanjiridan ajralmaydi; 2) yarim konservativ usulda “ona” DNK zanjiri ajralib, ularning har biridan “bola” DNK ning komplementar zanjiri hosil bo`ladi; 3) dispersiv usulda “ona” DNK bir necha joyidan uziladi va undan DNK ning yangi zanjirlari hosil bo`ladi.
1957 yilda Meselson va Stal tirik organizmlarda DNK replikatsiyasi yarim konservativ mexanizm bo`yicha borishini aniqlashdi.
4.8. – rasm. DNK replikatsiyasining sxemasi DNK replikatsiyasi uchun quyidagilar talab qilinadi:
1) DNK yangi zanjiri uchun struktura materiali sifatida dezoksiribonukleozidtrifosfatlar (dATF, dGTF, dSTF, dTTF) bo`lishi kerak;
2) DNK qo`sh zanjirini yechilishi;
3) tomizg`i mavjudligi;
4) yangi DNK polinukleotid zanjirini sintezi va tomizg`i hosil bo`lishida ishtirok etuvchi fermentlar.
Prokariotlarda DNK replikatsiyasi mexanizmi. Jarayonning har bir bosqichi maxsus fermentlar ishtirokida bajariladi.
1. Ajtratuvchi oqsillar DNK qo`sh zanjiri komplementar asoslari o`rtasidagi vodorod bog`larini uzadi. Natijada qo`sh zanjir yechilib, alohida zanjirlarga ajraladi. DNK ning yechilgan qismiga replikativ vilka (sanchqi) deb aytiladi. Uning hosil bo`lishida bir yo`la 200 molekulagacha ajratuvchi oqsillar ishtirok etadi. Replikativ vilkaning har bir shoxchasida yangi DNK sintezi boshlanishida 2000 gacha juftlashmagan asoslar qatnashadi. Ajratuvchi oqsillarning ta’sir mexanizmi to`liq o`rganilmagan, DNK zanjirini ajralishida balki ATF energiyasi sarflanadi.
2. “Tomizg`i” DNK ga bog`liq (to’be bo`lgan) RNK polimeraza – odatda transkriptsiyada ishtirok etadigan fermentlar – RNK-polimerazalarning alohida varianti bo`lib, replikativ vilkadagi DNK ning komplementar qismida RNK “tomizg`i” (“praymer”) hosil qiladi. RNK-tomizg`ining sintezi 5¹ oxiridan 3¹ oxiriga qarab boradi. Nukleotidlarni RNK da joylashish tartibini DNK – matritsa belgilab beradi, nukleotidlarning 5¹→ 3¹ fosfodiefir bog`lari yordamida bog`lanishi RNK-polimeraza ishtirokida amalga oshadi.
3. DNK-polimerazalar. Prokariotlarda I, II va III turdagi DNK-polimeraza shakllari ma’lum. Ularning hammasi 2 turdagi: polimeraza va nukleaza faolligiga ega. Polimerazali faollik dezoksiribonukleotidlar orasidagi 5¹→ 3¹ fosfodiefir bog`larini hosil bo`lishida, nukleazali faollik esa fosfodiefir bog`larining gidrolizida qatnashadi.
DNK polimeraza I replikatsiyadagi RNK-tomizg`ini parchalab uning o`rnida DNK ning komplementar qismini sintezlaydi. DNK-polimeraza II juda past polimerazali faollikka ega, uning replikatsiyadagi vazifasi aniqlanmagan. DNK-polimeraza III replikatsiyaning asosiy fermenti bo`lib, DNK qo`sh zanjirining ajralgan zanjirida yangi DNK ning komplementar qismini 5¹→ 3¹ yo`nalishda sintezlaydi.
4. Ribonukleaza H. Replikatsiya davomida RNK-tomizg`ini gidrolizida DNK-polimeraza I bilan birga ishtirok etadi.
5. DNK-ligazalar (biriktiruvchi fermentlar). Yangi sintezlangan DNK qismlarini bir-biri bilan bog`lash vazifasini bajaradigan bir nechta fermentlar aniqlangan. DNK-ligazalar NAD+ dan adenilil manbai sifatida foydalanib, 3¹→ 5¹ fosfodiefir bo`g`larini hosil qiladi.