-сурет.  Сақиналы хромосомада екі реплика-

300 5-тарау. ДНҚ репликациясы, репарациясы және рекомбинациясы
синтезделетін еншілес тізбек жетекші тізбек деп аталады. Ол үзікті түрде синтезде-
летін қалыңқы тізбектің алдында синтезделеді. Қалыңқы тізбектегі нуклеотидтердің 
полимеризациясы ДНҚ тізбегінің өсу бағытына кері бағытта жүреді. Қалыңқы тізбек 
Оказаки фрагменттерімен толтырылады және ДНҚ-полимераза ферменті 5’-3’ бағытта 
фрагменттер арасын біріктіреді. 
5.7-сурет. 
Репликативтік айырдың құрылысы. Сол жақта, жаңадан синтезделген тізбегі (қызыл 
түспен белгіленген) бар репликативтік айыр көрсетілген және нұсқаулар ДНҚ синтезінің 5’-3’ бағытын 
көрсетеді. Еншілес екі тізбек 5’-3’ бағытта полимеризацияланатындықтан, қалыңқы тізбекте синтез-
делетін ДНҚ Оказаки фрагменттері (олардың ашқан ғалым тегімен аталады) атты қысқа ДНҚ тізбек-
терінен қалыптасуы тиіс. Оң жақта, қысқа уақтыттан кейін көрсетілген дәл сол айыр. Қалыңқы тізбекте 
Оказаки фрагменттері тізбекті түрде синтезделеді және айырға ең жақын орналасқан фрагменттер 
ертерек синтезделеді. 
ДНҚ репликациясының жоғары деңгейдегі мұқияттылығы бірнеше түзету 
механизмдерін қажет етеді
ДНҚ репликациясының процесі өте мұқият жүретінін жоғарыда біз айтып кеткенбіз. 
Оның мұқияттылығы комплементарлы негіздер жұбын құрудан да жоғары болады. ДНҚ 
спиралі тек қалыпты жұп негіздерді ғана құрмайды. Мысалы, спиральдың геометрия-
сындағы сәл ғана өзгерістің нәтижесінде Г мен Т арасында екі сутектік байланыс түзіле 
алады. Осыған қоса, сирек жағдайда, ДНҚ негіздерінің таутометриялық түрлерінің 
түзілуі байқалады. Мұндай негіздер спираль геометриясына әсер етпей жалған жұп 
түзеді. Мысалы, цитозиннің таутометриялық формасы аденинмен жұптаса алады.
Егер ДНҚ-полимераза ферменті, жалған жұптасу орын алған жағдайда, арнайы еш-
теңе жасамаса да, жаңа ДНҚ тізбегіне қате нуклеотид енеді де, жиілігі жоғары мутация 
пайда болады. Дегенмен, ДНҚ репликациясының жоғары мұқияттылығы бастапқы 
негіздер жұбын құруға ғана емес, сонымен қатар бірнеше «түзету» механизмдеріне 
тәуелді болады. 
ДНҚ-полимераза түзету әрекетін, жаңа нуклеотидтің өсіп келе жатқан тізбекке 
қосылуының алдында, іске асырады. Осы механизмнің әрекеті E.coli клеткасында 
репликацияланатын Т7 бактериялық вирусының ДНҚ полимеразасымен жүргізілген 
тәжірибелерінен белгілі болды. Сәйкес келетін нуклеотидтің өсіп келе жатқан тізбек-
ке аффинділігі қате нуклеотидтің аффинділігіне қарағанда жоғарырақ болады, себебі 
дұрыс жұптасу энергия жағынан тиімдірек келеді. Осыған қоса, жаңа нуклеотид орнына 
келген кезде, бірақ коваленттік байланыс түзілмегенше, ДНҚ-полимераза өзінің белсен-
ді сайтында конформациялық өзгерістерге ие болуы тиіс. Мұндай өзгеріс сәйкес келетін 
нуклеотидпен өте жылдам іске асатындықтан, конформациялық өзгеріс ферментке қос 
тексерісті іске асыру мүмкіншілігін береді. 
Қатені түзететін келесі реакция – экзонуклеолитикалық түзету (exonucleolytic 
proofreading) қате нуклеотид тізбекке енгеннен кейін тез арада жүреді. ДНҚ-полиме-

ДНҚ РЕПЛИКАЦИЯСЫНЫҢ МЕХАНИЗМДЕРІ
301
раза ферменті өте таңдалмалы. Олар праймерлік 
тізбегінің алдында жұптасқан 3’-ОН ұшын қажет 
етеді. Қате нуклеотиді бар ДНҚ тізбегі матрица бола 
алмайды, себебі ДНҚ-полимераза осындай тізбекті 
ұзарта алмайды. ДНҚ-олимераза осындай молекула-
ларды бөлек каталитикалық сайтымен түзетеді. Осы 
3’-5’ түзетуші экзонуклеаза кез келген жұптаспаған 
немесе қате
жұптасқан нуклеотидті кесіп алады. 
Оның әрекеті дұрыс жұптасқан нуклеотидтер түзіл-
генге дейін жүре береді. Осы жолмен ДНҚ-полиме-
раза өзін-өзі түзететін фермент ретінде әрекет етеді 
(

жүктеу/скачать 52,26 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: