Wait the end of the search in all databases

Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Estimated time until the end of the search, seconds: 35

DNK replikatsiyasi uchun zarur bo'lgan barcha fermentativ funktsiyalar orasida deoksinukleotidlarning DNKga qo'shilishini katalizlash qobiliyati eng markaziy hisoblanadi. Bu reaktsiyani katalizlaydigan fermentlar, DNK polimerazalari, ko'plab turlardan ajratilgan va ko'p turlarda bir nechta DNK polimerazalari mavjud. Bu fermentlarning mexanizmi haqidagi dastlabki va to'liq tushunchamiz DNK polimeraza I deb nomlangan birinchi ajratilgan DNK polimerazasini tadqiq qilishdan kelib chiqadi.

DNK polimerazalari tomonidan nukleotid qo'shilish mexanizmi
1956 yilda Artur Kornberg va uning hamkasblari oqsilni ajratib olishdi E. colireplikatsiyada ishlatiladigan DNK polimeraza uchun kutilgan ko'plab xususiyatlarga ega. Xususan, u dezkinukleotidlardan DNK sintezini katalizlaydi, unga shablon kerak bo'ladi va u shablon to'ldiruvchisini sintez qiladi. Bu 928 ta aminokislotalardan tashkil topgan bitta polipeptid zanjiri va bu uning hosilasi polAgen. Endi biz tushunamizki, bu ko'p miqdordagi polimeraza, lekin replikatsiya vilkasida yangi DNKni sintez qilish o'rniga, Okazaki parchalarini sintezdan keyin qo'shilish jarayonida va DNKni ta'mirlashda ishlatiladi. DNK polimerazasini batafsil tadqiq qilish, polimerizatsiya mexanizmlarini tushunishimizda beqiyos ahamiyatga ega bo'ldi. Garchi DNK polimeraza I replikativ polimeraza bo'lmasa ham E. coli, gomologik fermentlar boshqa turlarda replikatsiya qilishda ishlatiladi. Shuningdek, replikativ DNK polimerazalari qanday aniqlangani haqida hikoya E. colimuhim hujayrali jarayonni to'liqroq tushunishga erishish uchun biokimyo va genetikani birlashtirish kuchining klassik tasviridir.

DNK polimeraza I dNTP larning DNKga polimerlanishini katalizlaydi. Bu DNK zanjirining 3 'uchiga dNTP (dNMP sifatida) qo'shilishi natijasida sodir bo'ladi, shuning uchun zanjir o'sishi 5' dan 3 'yo'nalishda sodir bo'ladi (5.11 -rasm). Bu reaksiyada o'sib borayotgan zanjirning oxiridagi 3' gidroksil nukleofil bo'lib, kiruvchi dNTP ning a-fosfatidagi fosfor atomiga hujum qiladi. Reaksiya o'sayotgan zanjirning 3 'uchi va kiruvchi nukleotidning 5' fosfati o'rtasida fosfoester hosil qilib, yangi nukleotid va ozod qiluvchi pirofosfat bilan fosfodiester aloqasini hosil qiladi (PPi qisqartirilgan). Shunday qilib, bu reaktsiyada dNTPdagi fosfoanhidrid aloqasi uziladi va fosfodiester hosil bo'ladi. Ushbu kovalent aloqalarni uzish va hosil qilish uchun erkin energiya o'zgarishi, ko'rsatilgandek, reaktsiya uchun biroz noqulaydir. Shu bilan birga, yangi nukleotidning uni to'ldiruvchi nukleotidga vodorod bilan bog'lanishi va qo'shni nukleotidlar bilan biriktiruvchi o'zaro ta'sirlari kabi qo'shimcha kovalent bo'lmagan o'zaro ta'sirlar sintetik yo'nalishdagi reaktsiya uchun qulay bo'lgan erkin energiyaning umumiy o'zgarishiga yordam beradi. Shunga qaramay, pirofosfatning yuqori konsentratsiyasida reaktsiyani qaytarish mumkin. Teskari yo'nalishdagi reaktsiyada nukleotidlar asta -sekin chiqariladi va dNTP sifatida chiqariladi pirofosforolizreaktsiya. Bu katta fiziologik ahamiyatga ega bo'lishi dargumon, chunki hamma joyda bo'lgan pirofosfataza fosfat molekulalariga pirofosfat gidrolizini katalizlaydi. Bu oxirgi reaktsiya gidroliz yo'nalishi bo'yicha termodinamik jihatdan juda yaxshi ko'riladi. Shunday qilib, o'sib borayotgan DNK zanjiriga yangi nukleotid qo'shilishi va pirofosfat gidrolizining kombinatsiyalangan reaktsiyalari umumiy reaktsiyalar DNK sinteziga yordam berishini ta'minlaydi. 5.11 -rasmda ko'rsatilgan o'sayotgan polinukleotid zanjiriga nukleotidlarni qo'shishning asosiy kimyosi deyarli barcha DNK va RNK polimerazalari uchun xosdir.

DNK polimeraza I tomonidan katalizlanadigan DNK sintezi reaktsiyasi uchun kataliz uchun kofaktor bo'lgan Mg2+va o'sayotgan polimer uchun monomerik qurilish bloklari bo'lgan to'rtta deoksinukleozid trifosfatlar (dNTP) kerak bo'ladi. Reaktsiya, shuningdek, DNKning er -xotin spiral modelida bashorat qilingan va Meselson va Stal tajribalarida tasdiqlanganidek, yangi ipning sintezini to'g'ridan -to'g'ri yo'naltirish uchun DNKning shablonli ipini talab qiladi.

Bu reaktsiya ham talab qiladi astar, bu molekula (odatda DNK yoki RNK zanjiri) bo'lib, kiruvchi nukleotid qo'shiladigan 3' gidroksilni ta'minlaydi. DNK polimerazalari ikkita nukleotidni birlashtirib, shablonda sintezni boshlay olmaydi. Buning o'rniga ular oldindan mavjud bo'lgan nukleotidlar zanjiriga dNTP qo'shilishini katalizlaydi; bu ilgari sintez qilingan zanjir primerdir. Primer shablonni to'ldiruvchi bo'lib, primerning 3' uchi polimerlanish uchun faol joyda ferment bilan bog'lanadi (5.12-rasm). Yangi DNK zanjiri yaratilayotganda, o'sib borayotgan zanjirga yangi nukleotid qo'shilgach, uning 3' gidroksili endi primerning oxiri hisoblanadi. Polimeraza bir nukleotidni oldinga siljitadi, shunda bu yangi primer uchi polimerlanish uchun faol joyda bo'ladi. Shu bilan bir qatorda, DNK primer-qolibi DNK-polimeraza o'zgarmagan holda harakat qiladi, degan fikr ham mumkin. Ikkala holatda ham oxirgi qo'shilgan nukleotid endi primerning 3' uchi bo'ladi va shablondagi keyingi nukleotid boshqa nukleozid trifosfat bilan bevosita bog'lanishga tayyor.

Yangi DNK zanjirining boshlanishining dastlabki sintezi uchun primer boshqa ferment tomonidan hosil bo'lishi kerak; bu haqda keyinroq bobda batafsil muhokama qilinadi. Masalan, qisqa oligoribonukleotidlar Okazaki parchalari uchun primerlardir; Bular Okazaki bo'laklarining 5' uchida joylashgan va primaz deb ataladigan ferment tomonidan ishlab chiqariladi. Bog'lanishdan oldin RNK primerlari chiqariladi va DNK (DNK polimeraza I bilan) bilan almashtiriladi.

Mg2+, deoksinukleotidlar va DNKning ikkita turi (shablon va primer) uchun bu talablar I DNK polimeraza bo'yicha o'tkazilgan tadqiqotlarda aniqlangan.

DNK-polimeraza I uchun polimerizatsiya faol joyi o'ziga xos dNTP-bog'lanish joyiga ega (5.12-rasm) va faol joy shablon chizig'idagi deoksinukleotidga moslashadi, bu esa faol dezkinukleotidni bir-birini to'ldirishi uchun ishlatiladi. Shunday qilib, polimeraza shablon chizig'idagi deoksinukleotidni to'ldiruvchi deoksinukleotidning o'sib borayotgan zanjiriga qo'shilishni katalizlaydi.

DNK polimeraza I va o'rganilgan barcha boshqa DNK polimerazalari tomonidan katalizlangan reaktsiyada kiruvchi deoksinukleotid faollashadi. Dezoksinukleotidning trifosfat shaklidagi fosfoanhidrid aloqalari yuqori energiyali bog'lanishlardir (ya'ni, ular gidrolizning manfiy yoki erkin energiyasiga ega) va b- va g-fosfatlar yaxshi chiqib ketish guruhini (pirofosfat sifatida) hosil qiladi. nukleofil hujum. Aksincha, o'sib borayotgan DNK zanjirining oxiri faollashtirilmaydi; bu oxirgi qo'shilgan deoksinukleotiddagi oddiy 3'-gidroksil. Faol bo'lmagan monomerning faol bo'lmagan o'sayotgan polimerga qo'shilishi a deyiladi quyruq o'sishi mexanizmi. Ushbu mexanizmdan foydalangan holda DNK polimerazalari faqat 5 dan 3 gacha yo'nalishda sintez qila oladi va buni hamma ma'lum DNK va RNK polimerazalari bajaradi. Ba'zi boshqa makromolekulalar, masalan, oqsillar, a tomonidan hosil bo'ladi boshning o'sish mexanizmi. Bunday holda, monomerning faol bo'lmagan uchi polimerning faollashgan uchiga hujum qiladi. Uzaytirilgan zanjir yana faollashtirilgan boshni o'z ichiga oladi (oxirgi qo'shilgan monomerdan).

Yangi sintez qilingan DNKni DNK polimeraza tarkibiga kiruvchi 3 'dan 5' gacha bo'lgan ekzonukleaza bilan tuzatish.
Protein DNK polimeraza I DNK sintezi bilan bog'liq qo'shimcha fermentativ faollikka ega. Bir, 3' dan 5' gacha bo'lgan ekzonuklea, replikatsiyaning aniqligi bilan chambarchas bog'liq. Nukleazalar DNK yoki RNKning kichikroq bo'laklarga va/yoki nukleotidlarga bo'linishini katalizlaydigan fermentlardir. An ekzonukleaza nukleotidlarning DNK yoki RNK polimerining uchidan ajralishini katalizlaydi. An endonukleaza DNK yoki RNK polimerining kesilishini katalizlaydi. Bu ikki faoliyatni endonukleaza emas, balki ekzonukleaza, dumaloq substratni kesish qobiliyati bilan farqlash mumkin. 3 dan 5 gacha bo'lgan ekzonukleza DNK yoki RNK molekulasining 3 'uchidan nukleotidlarni olib tashlaydi.

DNK sintezi genetik ma'lumotlarning asosan o'zgarmagan avlodga o'tishini ta'minlash uchun juda aniq bo'lishi kerak. Bakteriyalar kabi E. colimutatsiyaning tezligi 10 ga yaqin nukleotid o'rnini bosishi mumkin9 10 ga10 nukleotidlar. Ushbu past xato chastotasi polimerazaning shablonni to'ldiruvchi nukleotidga kuchli ustunligi bilan amalga oshiriladi, bu har 10 ta almashtirishga imkon beradi.4 10 ga5 nukleotidlar. DNK sintezining aniqligi a tuzatish o'sish zanjirining oxirida noto'g'ri biriktirilgan nukleotidlarni olib tashlaydigan polimeraza funktsiyasini bajaradi. Tekshiruv yordamida DNK sintezining aniqligi 10 barobar yaxshilanadi2 10 ga3Shunday qilib, polimerizatsiya faol joyida nukleotidlar kamsitishining qo'shma ta'siri, shuningdek, o'qish 10 -da faqat bitta almashtirishga imkon beradi.6 10 ga8 nukleotidlar. Xatolik darajasini keyingi pasayishiga mos kelmaslikni tuzatish orqali erishiladi (7 -bob).

DNK polimeraza I ning korrektorlik funktsiyasi 3 'dan 5' gacha bo'lgan ekzonukleaza tomonidan bajariladi (5.13 -rasm). U polimerlanish uchun faol joydan fermentning boshqa hududida joylashgan. Agar o'sayotgan zanjirning 3 'uchiga noto'g'ri nukleotid qo'shilsa, polimerlanish tezligi ancha pasayadi. Astar-shablon 3-dan 5-gacha ekzonukleolitik faollikka ega bo'lgan fermentning boshqa faol joyiga o'tadi. Noto'g'ri nukleotid bo'linadi va primer-shablon sintezni davom ettirish uchun polimerizatsiya faol joyiga qaytadi. Ferment 3 '' 3 'uchida to'g'ri va noto'g'ri nukleotidlarni ajratadi, shuning uchun 3' dan 5 'gacha ko'proq eksonukleaza o'sayotgan zanjirning oxiri asosga to'g'ri qo'shilmaganida faol bo'ladi, lekin to'g'ri nukleotid qo'shilganda polimeraza faolligi 3' dan 5' gacha ekzonukleaza faolligidan oshadi.

DNK polimeraza I da topilgan polimerizatsiya faolligi va 3 'dan 5' gacha bo'lgan ekzonuklezani boshqa ko'plab DNK polimerazalarida ham bor. Bu DNK replikatsiyasining markaziy faoliyati.

Quyruqning o'sish mexanizmlari tuzatish va keyingi cho'zilish imkonini beradi. Agar o'sayotgan zanjirning oxiri faollashtirilgan bo'lsa (bosh o'sishida bo'lgani kabi), keyin o'qish faollashtirilgan uchini yo'q qiladi va cho'zish davom eta olmaydi.
Nukleotidlarni DNK -polimeraza I tarkibiga kiruvchi 5 'dan 3' gacha bo'lgan eksonukleaza bilan olib tashlash
Ko'pgina DNK polimerazalari uchun xos bo'lgan polimeraza va 3 'dan 5' gacha bo'lgan ekzonukleazaga qo'shimcha ravishda, DNK polimerazasi 5 'dan 3' gacha bo'lgan ekzonukleolitik faollikka ega. Bu ferment tayanch-juftlashgan hududlarda nukleotidlarni olib tashlashni katalizlaydi va DNK yoki RNKni ajratib olishi mumkin. U hujayra tomonidan Okazaki fragmentlaridan RNK primerlarini olib tashlash va shikastlangan DNKni tuzatish uchun ishlatiladi.

Bu 5 'dan 3' gacha bo'lgan ekzonuklez polimeraza bilan birgalikda laboratoriyada foydali dasturlarga ega. Umumiy foydalanish usullaridan biri bu DNK belgisini qo'yishdir ichida vitro tomonidan nik tarjimasi (5.14-rasm). Bu jarayonda DNK -polimeraza I 5 'dan 3' gacha bo'lgan eksonukleaza bilan DNKni kesilgan ipdan olib tashlaydi va keyin 5 'dan 3' gacha bo'lgan polimeraza bilan yangi DNK sintezi uchun astar sifatida ochiq 3 'gidroksilni ishlatadi. , shu bilan eski DNKni almashtiradi. Natijada, shuningdek, nikning DNKning bir nuqtasidan boshqasiga ko'chishi yoki tarjimasi bo'ladi, shuning uchun bu jarayon nik tarjimasi deb ataladi. Agar reaksiya bir yoki bir nechta radio-belgilangan deoksinukleozid trifosfatlar (masalan, [a) ishtirokida amalga oshirilsa.32P] dNTPs), keyin yangi DNK radioaktiv yorliq bilan belgilanadi.

Xuddi shunday jarayon hujayradagi DNKni tiklash uchun ham ishlatilishi mumkin. 7 -bobda muhokama qilinganidek, o'ziga xos fermentlar shikastlangan nukleotidni tan oladi va zararni yuqoridan ajratadi. Shikastlangan DNKni olib tashlash va uni to'g'ri ketma-ketlik bilan almashtirish usullaridan biri DNK polimeraza I ning 5' dan 3' gacha bo'lgan ekzonukleazasi va unga hamroh bo'lgan DNK sintezidir.
DNK polimeraza I ning tuzilish sohalari
Proteinning uch o'lchovli (3-D) tuzilishini o'rganish natijasida DNK-polimerazaning uchta fermentativ funktsiyalari mexanizmini batafsilroq tushunish mumkin. DNK polimeraza I tuzilishi haqidagi ko'p bilimlarimiz biokimyoviy tavsifdan kelib chiqqan va yaqinda rentgen kristallografiyasi yordamida 3 o'lchovli tuzilmani aniqlash orqali olingan. Ushbu tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, DNK polimeraza I ning alohida strukturaviy domenlari har xil katalitik faollikni o'z ichiga oladi. Shuningdek, 3-D strukturasi hozirda ko'plab polimerazalar uchun umumiy tuzilma sifatida tan olingan narsaning birinchi ko'rinishini taqdim etdi.

Proteaz subtilisin bilan engil ishlov berish DNK polimeraza I ni ikkita bo'lakka ajratadi. Kichik fragmentda 5' dan 3' gacha bo'lgan eksonukleaza, kattaroq yoki "Klenow" fragmenti (bo'linish tahlilini o'tkazgan biokimyogar nomi bilan atalgan) polimeraza va 3' dan 5' gacha bo'lgan eksonukleazalarni o'z ichiga oladi (5.15-rasm). Shunday qilib, ko'pchilik polimerazalarga xos bo'lgan ikkita faollik Klenow fragmentida birga bo'ladi, o'ziga xos 5' dan 3' gacha bo'lgan ekzonukleaza ajraladigan domenda. Aniq ketma-ketlik o'ziga xosligi bo'lmagan proteaz bilan yumshoq ishlov berish, ochiq, oson ajratilgan domen katta va kichik bo'laklarni bog'lashini ko'rsatadi. Bu ikkala kuzatuv shuni ko'rsatadiki, 5 'dan 3' gacha bo'lgan eksonukleaz evolyutsiya paytida polimeraza va tuzatuvchi domenga qo'shilgan faol domen edi. E. coli. Klenow polimeraza laboratoriyada bir nechta ilovalarda qo'llaniladi, masalan, chekkalarni kesib tashlash uchlarini etiketkalarni to'ldirish va dideoksinukleotid zanjirini tugatish usuli bilan tartiblash.

Kristallografiya bilan aniqlangan DNK polimeraza I ning katta bo'lagining 3 o'lchamli tuzilishi asosiy tarkibiy komponentlarning fermentativ funktsiyalari haqida qo'shimcha ma'lumot beradi. Katta bo'lakda chuqurligi taxminan 30 Å bo'lgan chuqur yoriq bor, unga shablon ipi va astar bog'lanadi. Bu yoriq 5.16 -rasmda ko'rsatilgandek, "o'ralgan o'ng qo'l" ga o'xshaydi. "Kaft" bir qator b-varaqchalardan, bosh va barmoqlar esa a-spirallardan hosil bo'ladi. Polimeraza faol joyi chuqur yoriq ichida xaritaga tushirilgan, b-varaqlarning hissasi kaftni, a-spirallar esa barmoqlarni hosil qiladi. Klenov fragmentining tuzilishi haqidagi batafsil qarashlarni Course/Book veb -saytida ko'rishingiz mumkin (hozirda www.bmb.psu.edu/courses/bmb400/default.htm. Kinetik tasvirlar havolasini bosing, MAGE dasturini yuklab oling) va DNK polimeraza I uchun kinemaj fayl va ularni o'z kompyuteringizda ko'ring.)

3 'dan 5' gacha bo'lgan korreksion eksonuklez Klenov fragmenti tuzilishining boshqa qismida, polimeraza faol joyidan taxminan 25 Å masofada joylashgan. Shunday qilib, ferment noto'g'ri kiritilgan nukleotidlarni olib tashlashi uchun primer terminali bu masofani siljitishi kerak.

Translate
Ko'p hollarda protein sintezimetioninni kodlovchi AUG kodon bilan boshlanadi. Ushbu kodon odatda boshlang'ich yoki tashabbuskor deb ataladi. Eshittirishni boshlash ushbu kodonning ribosomini tanib olish va tashabbuskor aminoasil-trnani jalb qilishni o'z ichiga oladi. Eshittirishni boshlash uchun boshlang'ich kodon hududida (prokaryotlarda Shayna — Dalgarno ketma-ketligi va eukaryotlarda Kozak ketma-ketligi) ma'lum nukleotid ketma-ketliklari bo'lishi kerak. 5'-end mRNA himoya muhim rol 5'-Kapu tegishli. Boshlang'ich AUGNI ichki qismdan ajratib turadigan ketma-ketlikning mavjudligi mutlaqo zarurdir, chunki aks holda oqsil sintezining boshlanishi barcha AUG kodonlarida xaotik bo'ladi.

Boshlash jarayoni maxsus oqsillar — boshlang'ich omillar (ingliz tili. initiation factors, IF; eukaryotlarning tashabbuskor omillari eifni ingliz tilidan belgilaydi. eukaryotes).

Pro-va eukaryotlarda efirga uzatishni boshlash mexanizmlari sezilarli darajada farq qiladi: prokaryotik ribozomlar boshlang'ich AUG ni topa oladi va mrnaning har qanday qismida sintezni boshlaydi, eukaryotik ribozomlar odatda kepdagi mRNA ga qo'shiladi va uni boshlang'ich kodonni qidirishda tekshiradi.
Kichik ribozomal subunit (30S) prokaryot, agar u efirga uzatilmagan bo'lsa, IF1, IF3 va ba'zi hollarda IF2 tashabbuskor omillari bilan birgalikda mavjud. Ushbu oqsillarning asosiy funktsiyalarini ko'rib chiqing:

IF3, 30S subunitiga bog'langan, ribosomaning katta (50S) subunitsiyasi bilan bog'lanishni oldini oladi va shu bilan uning erkin holatini matritsa RNK bilan bog'lashdan oldin saqlaydi. Ushbu protein mRNA va trna va IF2NI ulashda ham ishtirok etadi.

IF2 trna bilan o'zaro ta'sir qiladi va GTFNI ajratish qobiliyatiga ega.
IF1 IF2 va IF3 uchun kichik subkastaning yaqinligini kuchaytiradigan majburiy omil emas (ba'zi turlarda u yo'q).
Tashabbuskor omillar bilan murakkab 30s sub-zarralar maxsus mRNA ketliklar, ribosomalar deb atalmish ulanish joylari (ingliz tili. RBS, ribosome-binding site). Ushbu saytlar, birinchi navbatda, tashabbuskor AUG va ikkinchidan, Shaina-Dalgarno maxsus ketma-ketligini o'z ichiga oladi ribosomal 16S RNK bilan bog'lanadi. Shaina — Dalgarno ketma-ketligi Initiative AUG ni metioninni kodlovchi ichki kodonlardan ajratish uchun xizmat qiladi. 30s-subunit mRNA bilan bog'langanidan so'ng, kompleksga kiritilmagan bo'lsa, unda tashabbuskor aminoasil-trna va IF2 jalb qilinadi. Keyin 50s-subchastitsa qo'shiladi, GTF gidrolizi va tashabbuskor omillarning ajralishi sodir bo'ladi. Yig'ilgan ribosoma polipeptid zanjirini sintez qila boshlaydi.

Eukaryotlar

hukmronlik qiladi
Eukaryotlarda boshlang'ich AUG ribosomini topishning ikkita asosiy mexanizmi mavjud: kepga bog'liq (skanerlash) va kepga bog'liq (ichki tashabbus).

Ribosomning skanerlash mexanizmi (aniqrog'i, uning kichik subunitsi) 5da o'tiradi " - kepdagi mRNA oxiri va mRNA molekulasi bo'ylab harakat qiladi, bir kodonni boshqasidan keyin "skanerlash", tashabbuskor AUGGA qoqilmaguncha. 5'-end mRNA nukleotid — mRNA ribozomları jalb qilish uchun maxsus tuzilishini, 7'biriktirilgan cap-5-metilguanin talab qiladi.

Eukaryotlarda IRES-ga qaram mexanizm deb ataladigan ichki tashabbus mexanizmi bilanribosoma IRES deb ataladigan mRNA ichki qismiga o'tiradi (inglizcha. Ichki Ribosomal Entry sayt, ribosomaning ichki ekish qismi — - mRNA uchastkasi, aniq ikkinchi darajali tuzilishga ega bo'lib, ribozomlarni boshlang'ich AUG ga yo'naltirishga imkon beradi. IRESGA bog'liq mexanizmga ko'ra, sintez faqat mRNA hujayralarining kichik qismida, shuningdek, ayrim viruslarning RNKLARIDA boshlanadi.[2]
Boshlashning asosiy mexanizmlaridan tashqari, boshlang'ich kodon oldida Poly(a)-lider (masalan, chechak oilasining mRNA viruslarida) mavjud bo'lsa, nostandart tashabbus mexanizmi amalga oshiriladi. Bunday holda, tashabbuskor kompleks if3 va eIF4F omillarini o'z ichiga olmaydi va 5'da yig'ilgandan so'ng-translyatsiyalanmagan maydon mRNA-ni ketma-ket tekshirmaydi, balki deyiladi.ATP-mustaqil "fazasiz yurish". Shu bilan birga, tashabbus klassik skanerlash mexanizmiga nisbatan ancha tezroq.[3]

Bundan tashqari, eukaryotlarda ribosomning oqsil omillari bilan efirga uzatilishi tugaganidan keyin mRNA dan ajralib chiqmasa va 3-dan 5-ga o'tsa, efirni qayta tiklash mumkin-mRNA oxiri va yana qaytadan boshlanadi. Bu so'zda mumkin. sitoplazmada mRNA siklizatsiyasi, ya'ni maxsus oqsillar yordamida start va stop kodonlarining jismoniy yaqinlashuvi.

Kepga qaram mexanizm
hukmronlik qilish
Prokaryotlardan farqli o'laroq, faqat uchta protein omillari bilan ta'minlangan efirning boshlanishi, 5'-cap [m7G(5')ppp(5')n] va 3'-Poly(a)-quyruq o'z ichiga olgan eukaryotlarning mRNA ko'pchilik qismini efirga uzatish, kamida 13 umumiy eukaryotik polipeptid tomonidan 31 tomonidan taqdim etilgan boshlang'ich omillar (eIF). Eshittirishni boshlash, avvalgi translyatsiya siklida va mRNA boshlang'ich kodonida elanşleşmeye tayyor ribozomunun yig'ish paytida ribozomun ajratish o'rtasidagi voqealarni o'z ichiga oladi. Ishga tushirish vaqtida translyatsiya apparati quyidagi vazifalarni hal qiladi:

ribosomal subunitlarning ajralishi va antiassosiatsiyasi;

initiator metionil-trna (Met-tRNAiMet)ni tanlash;
5'-cap majburiy, poli majburiy (A), ko'rish;
to'g'ri boshlash kodini tanlash;
boshlang'ich kodon[4][5][L 1][L 2][6]da ribosomal subunitlarni birlashtirish
Ribozom subunitlarining ajralishi va dissotsiatsiyasi
hukmronlik qilish
Terminatsiya oxirida ribosomal subunitlarning ajralishi eifni o'z ichiga olgan faol jarayondir, shuningdek, elongatsiya va terminatsiya omillari. Oldindan ajralgan subunitlarning anti-Associatsiyasi eIF tomonidan ta'minlanadi va ribosomal subunitlarning erta birlashuvini oldini olishga xizmat qiladi.[4][5][L 2][6] ushbu vazifani bajarishdagi asosiy rol eif3, sutemizuvchilardan 13 turli subunitlardan (800 kda umumiy molekulyar og'irligi), o'simliklardagi 11 subunit va Saccharomyces cerevisiae xamirturushidagi oltitakichik birlikdan tashkil topgan multisubunit omilga tegishli.[7][8] eIF3 ribosomaning 40S subunitiga (40S) j subuniti orqali bog'lanadi, bu esa o'z navbatida "ramka" (scaffolding) b subunitiga ta'sir qiladi va 40S ribosomal subunit (60S) bilan 60s assotsiatsiyasini oldini oladi.[9][10] ushbu eif3 faoliyati eIF1 va uch tomonlama eif2/GTP/Met-tRNAiMet kompleksi bilan o'zaro bog'liq.[11] EIF1NI 40S bilan bog'lasheIF3[12][13]bilan eif1ni eif1a (bakterial IF1 homolog)[14] bilan bog'lash bilan bir qatorda hamkorlikqiladi. Shunday qilib, eif1a, ehtimol, hech bo'lmaganda bilvosita tarzda anti-assotsiatsiyaga jalb qilingan.

O'tish: saytda harakatlanish, qidiruv

Ushbu bosqich quyidagi jarayonlarni o'z ichiga oladi:

tRNAiMet o'ziga xos metionil-trna-sintetazani tanib olish va metionlash;

met-tRNAiMet eukaryotik omillarga qarshi kamsitish;
nometiyonlanmagan yoki noto'g'ri amino qilingan tRNAiMet eifga qarshi kamsitish;
eif trna ga qarshi kamsitish.
Jarayon davomida (a) metionil-trna sintetazasi trna va antikodonning qabul qiluvchi uchi bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Jarayon (b) o'simliklar va xamirturushlar trnaimetning post-transcriptsion modifikatsiyasi yordamida amalga oshiriladi, bu esa 2'-o-fosforibozilni nukleotid A64 ribozasiga biriktirish orqali elongator metioninga xos trna dan farq qiladi. Omurgalılarda, jarayon (b) trnaimet va elongator metionik trna nukleotid ketma-ketliklarining o'ziga xos xususiyatlari o'rtasida kamsitish orqali amalga oshiriladi.

Polipeptid zanjirini qurish jarayonida ikkita protein elongatsiyasi omillari ishtiroketadi. Birinchi (eukaryotlarda EF1a, EF-Tu — u prokaryotlarda) amino kislotalar ("zaryadlangan" aminokislotalar) trnani a (aminoasil) ribosomaning veb-saytiga o'tkazadi. Ribosoma p-saytida trna bilan bog'liq bo'lgan peptidni a-saytga o'tkazish va u erda joylashgan amino kislotalar qoldig'i bilan peptid aloqasini hosil qilishni katalizlaydi. Shunday qilib, o'sib borayotgan peptid bir amino kislotalar qoldig'iga uzaytiriladi. Keyin ikkinchi protein (eukaryotlarda EF2, EF-g — u prokaryotlarda) translokatsiya deb ataladi. Translokatsiya-peptidil-trna p-saytida yana paydo bo'lgan natijasida bir uchlik (taxminan 20 angström) tomonidan mRNA ribozomunununununun harakat, va P-sayt" bo'sh " tRNK (so'z exit dan) e-saytga o'tadi. E-saytdan tRNK o'z-o'zidan ajralib chiqadi, undan keyin ribosoma yangi elektron aylanish jarayoniga tayyor[15].
UAG, UAA, UGA — a-sayt ribozomlarda stop kodonlaridan biri bo'lsa amalga oshiriladi oqsil sintezini tugatish. Ushbu kodonlarga mos keladigan trna yo'qligi sababli peptidil-trna ribosomaning P-sayti bilan bog'liq. Bu erda mRNA dan polipeptid zanjir ajratish katalizator muayyan Rf1 yoki RF2 oqsillar, va ribosomadan mRNA ayrışmasını sabab RF3, kiradi. RF1 UAA yoki UAG a-uchastkasida o'rganadi; RF-2 — UAA yoki UGA. UAA bilan tugatish boshqa stop kodonlaridan ko'ra samaraliroq.

56mavzu
Eukaryotik genomlar prokaryotik genomlarga qaraganda ancha murakkab va kattaroqdir. Inson genomida har bir haploid xromosoma to'plamiga uch milliard tayanch jufti to'g'ri keladi va hujayra siklining S fazasida 6 milliard tayanch juft ko'payadi. Eukaryotik xromosomada replikatsiyaning bir nechta kelib chiqishi mavjud; odamlarda 100 000 tagacha replikatsiya kelib chiqishi mumkin. Replikatsiya tezligi sekundiga taxminan 100 nukleotidni tashkil etadi, bu prokariotik replikatsiyadan ancha sekinroq. Eukariot bo'lgan xamirturushda xromosomalarda avtonom replikatsiyalanuvchi ketma-ketliklar (ARS) deb nomlanuvchi maxsus ketma-ketliklar mavjud. Bular replikatsiyaning kelib chiqishiga teng E. coli.

Eukariotlardagi DNK polimerazalarning soni prokariotlarga qaraganda ancha ko'p: 14 tasi ma'lum, ulardan beshtasi replikatsiya jarayonida asosiy rol o'ynashi ma'lum va yaxshi o'rganilgan. Ular pol sifatida tanilgan a, pol b, pol g, pol yva pol e.

Replikatsiyaning asosiy bosqichlari prokariotlardagi kabi. Replikatsiya boshlanishidan oldin DNK shablon sifatida taqdim etilishi kerak. Eukaryotik DNK giston deb nomlanuvchi asosiy oqsillarga bog'lanib, nukleosomalar deb ataladigan tuzilmalar hosil qiladi. Xromatin (DNK va oqsillar o'rtasidagi kompleks) ba'zi kimyoviy modifikatsiyalarga duchor bo'lishi mumkin, shuning uchun DNK oqsillardan siljishi yoki DNK replikatsiya mexanizmining fermentlariga kirishi mumkin. Replikatsiyaning kelib chiqishida boshqa boshlovchi oqsillar bilan oldindan replikatsiya kompleksi tuziladi. Keyin replikatsiya jarayonini boshlash uchun boshqa oqsillar jalb qilinadi (Jadval (PageIndex{1})).

ATP gidrolizining energiyasidan foydalangan vertolyot DNK spiralini ochadi. Replikatsiya vilkalari har bir replikatsiya boshida hosil bo'ladi, chunki DNK ochiladi. Er-xotin spiralning ochilishi, replikatsiya vilkasidan oldin DNKda haddan ziyod o'ralgan yoki o'ralib ketishiga olib keladi. Ular topoizomerazalar ta'sirida hal qilinadi. Primerlar primaza fermenti tomonidan hosil bo'ladi va primer yordamida DNK pol sintezini boshlashi mumkin. Etakchi ip doimiy ravishda pol fermenti tomonidan sintezlanadi y, orqada qolgan ip pol tomonidan sintezlanadi e. PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen) deb nomlanuvchi toymasin qisqich oqsili DNK polini DNKdan siljib ketmasligi uchun joyida ushlab turadi. RNase H RNK primerini olib tashlaydi, keyinchalik u DNK nukleotidlari bilan almashtiriladi. RNK primerlari DNK bilan almashtirilgandan so'ng, orqada qolgan ipdagi Okazaki bo'laklari birlashtiriladi. Qolgan bo'shliqlar fosfodiester bog'ini hosil qiluvchi DNK ligazasi bilan yopiladi.

Telomer replikatsiyasi

Prokaryotik xromosomalardan farqli o'laroq, eukaryotik xromosomalar chiziqli bo'ladi. Siz bilganingizdek, DNK pol fermenti nukleotidlarni faqat 5 dan 3 gacha yo'nalishda qo'sha oladi. Etakchi ipda sintez xromosomaning oxirigacha davom etadi. Kechiktirilgan ipda DNK qisqa vaqtlarda sintezlanadi, ularning har biri alohida primer bilan boshlanadi. Replikatsiya vilkasi chiziqli xromosomaning oxiriga yetganda, xromosoma oxirida ko'chiriladigan DNK fragmenti uchun primer qilish uchun joy yo'q. Shunday qilib, bu uchlar juftlanmagan bo'lib qoladi va vaqt o'tishi bilan hujayralar bo'linishda davom etar ekan, bu uchlar asta-sekin qisqarishi mumkin.

Chiziqli xromosomalarning uchlari telomerlar deb nomlanadi, ular takrorlanuvchi ketma-ketliklarga ega bo'lib, hech qanday genni kodlamaydi. Qaysidir ma'noda, bu telomerlar hujayralar bo'linishda davom etar ekan, genlarni yo'q qilinishidan himoya qiladi. Odamlarda oltita tayanch juftlik ketma-ketligi TTAGGG 100 dan 1000 martagacha takrorlanadi. Telomeraza fermentining ochilishi (rasm (PageIndex{1})) xromosoma uchlari qanday saqlanishini tushunishga yordam berdi. Telomeraza fermenti katalitik qism va o'rnatilgan RNK shablonini o'z ichiga oladi. U xromosomaning uchiga birikadi va DNK zanjirining 3' uchida RNK shabloniga komplementar asoslar qo'shiladi. Qolgan iplar shablonining 3 'uchi etarlicha cho'zilganidan so'ng, DNK polimeraza xromosomalar uchiga komplementar nukleotidlarni qo'shishi mumkin. Shunday qilib, xromosomalarning uchlari replikatsiya qilinadi.

Telomeraza odatda jinsiy hujayralar va kattalar ildiz hujayralarida faol bo'ladi. Katta yoshli somatik hujayralarda faol emas. Telomeraza va uning ta'sirini kashf etgani uchun Elizabet Blekbern (rasm (PageIndex{2})) 2009 yilda tibbiyot va fiziologiya bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi.
Telomeraza va qarish
Hujayra bo'linishidan o'tgan hujayralar telomeralarini qisqartirishda davom etadilar, chunki ko'p somatik hujayralar telomeraza hosil qilmaydi. Bu shuni anglatadiki, telomerlarning qisqarishi qarish bilan bog'liq. Zamonaviy tibbiyot, profilaktika choralari va sog'lom turmush tarzining paydo bo'lishi bilan insonning umr ko'rish davomiyligi oshdi va odamlarning yoshi ulg'aygan sari ularning hayot sifatini yaxshilashga bo'lgan talabi oshdi.

2010 yilda olimlar telomeraza sichqonlarda yoshga bog'liq bo'lgan ba'zi holatlarni o'zgartirishi mumkinligini aniqladilar. Bu regenerativ tibbiyotda salohiyatga ega bo'lishi mumkin.1 Ushbu tadqiqotlarda telomeraza etishmaydigan sichqonlar ishlatilgan; bu sichqonlarda to'qima atrofiyasi, ildiz hujayralarining kamayishi, organ tizimining etishmovchiligi va to'qimalarning shikastlanishiga qarshi javoblar mavjud. Ushbu sichqonlarda telomerazaning qayta faollashishi telomerlarning kengayishiga, DNK shikastlanishining kamayishiga, neyrodegeneratsiyaning teskarisiga va moyaklar, taloq va ichaklarning faoliyatini yaxshilashga olib keldi. Shunday qilib, telomerlarning qayta faollashishi odamlarda yoshga bog'liq kasalliklarni davolash uchun potentsialga ega bo'lishi mumkin.

Saraton, anormal hujayralarning nazoratsiz bo'linishi bilan tavsiflanadi. Hujayralar mutatsiyalarni to'playdi, nazoratsiz ko'payadi va metastaz deb ataladigan jarayon orqali tananing turli qismlariga ko'chib o'tishi mumkin. Olimlar saraton hujayralari telomerlarni sezilarli darajada qisqartirganini va bu hujayralarda telomeraza faol ekanligini kuzatdilar. Qizig'i shundaki, telomeralar saraton hujayralarida qisqartirilgandan keyingina telomeraza faollasha boshladi. Agar ushbu hujayralardagi telomeraza ta'siri saraton kasalligini davolash paytida dorilar tomonidan inhibe qilinishi mumkin bo'lsa, saraton hujayralari keyingi bo'linishni to'xtatishi mumkin.