تبیان، دستیار زندگی
همان طور که ذکر شد DNA از دو ستون از جنس فسفات و قند تشکیل شده و هر یک از این ستون ها به یک سمت دارای قطبیت هستند.به عبارت بهتر قند هر نوکلئوتید به قند نوکلئوتید بعدی متصل می گردد....
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

همانند سازی DNA ٣

اهداف:

-          آشنایی با همانند سازی DNA

-          آشنایی با پروتئین ها و اجزای دخیل در همانند سازیDNA

-          آشنایی با عملکرد آنزیم DNA پلی مراز

شرح درس:

شروع این طرح را با اشاره به دو نکته مورد مطالعه قرار می دهیم.

نکته 1) همان طور که ذکر شد DNA از دو ستون از جنس فسفات و قند تشکیل شده و هر یک از این ستون ها به یک سمت دارای قطبیت هستند. به عبارت بهتر قند هر نوکلئوتید به قند نوکلئوتید بعدی متصل می گردد.

نکته 2) مکانیسم پلیمریزاسیون DNA از 5´   به 3´  است.

از آنجایی که دو رشته مارپیچ DNA در دو سوی مخالف هم قرار دارند در چنگال همانندسازی یک رشته جدید DNA از روی رشته الگویی که دارای جهت 5´  به 3´است ساخته می شود. اما رشته دیگراز روی رشته الگویی که دارای جهت 3´  به5´ است باید ساخته شود. بنابراین چنگال همانندسازی نامتقارن است. اما باید به یاد داشته باشید که آنزیم DNA پلی مراز تنها در جهت 5´  به 3´ سنتز رشته جدید را هدایت می کند. بنابراین یک از دو رشته می تواند شاهد کپی شدن خود باشد اما رشته ای که3´  به5´  است چطور می تواند کپی برداری شود در حالی که آنزیم DNA پلی مراز فقط می تواند در یک جهت و آن هم5´  به 3´  کار خود را انجام دهد؟

همانند سازی dna 3

مشکل به این شکل حل می شود که رشته ی مذکور به شکل قطعات کوتاه و مجزایی در می آید و آنزیم DNA پلی مرازی که در چنگال همانندسازی در جهت5´  به3´  قرار دارد در جهت عقب حرکت کرده و عمل همانند سازی را انجام می دهد.

این قطعات در مرحله بعد به هم متصل شده و رشته جدید و پیوسته ای را ایجاد می کنند. به این رشته که بدین صورت ایجاد می گردد رشته پیرو و رشته ای که به صورت پیوسته تولید شده است رشته پیشرو گفته می شود. به قطعات کوتاه و مجزای تشکیل شده در رشته پیرو نیز قطعات اکازاکی گفته می شود. جالب است بدانید که در همه سلول های یوکاریوت و پروکاریوت چنگال همانند سازی دارای رشته پیشرو و پیرو می باشد.

فیلم آموزشی :

در سلول های یوکاریوت و پروکاریوت در یکی از دو رشته همانندسازی به صورت پیوسته و در رشته دیگر به طور ناپیوسته و به شکلی قطعاتی به نام قطعات اکازاکی صورت می گیرد.

 فیلم :

در رشته پیرو قطعات اکازاکی تشکیل می گردند و در نهایت به هم متصل می شوند. اما در رشته پیشرو همانندسازی بدون تشکیل این قطعات رخ می دهد.

همانند سازی DNA علاوه برآنزیم DNA پلی مراز به پروتئین های دیگری نیز نیاز دارد که همکاری این مجموعه های پروتئینی با هم مسئول خلق کپی از رشته DNA است. در جلو ماشین همانندسازی آنزیمی به نام هلیکاز وجود دارد که با هیدرولیز ATP انرژی لازم برای حرکت در طول DNA و باز کردن مارپیچ مضاعف را امکان پذیر می کند.

پروتئین دیگر به یک رشته از دو رشته ای که توسط آنزیم هلیکاز باز شده متصل می شود و به طور موقت از جفت شدن مجدد بازها به یکدیگر جلوگیری می کند. این آنزیم"پروتئین متصل شونده به تک رشته" نامیده می شود.

اما آیا آنزیم DNA پلی مراز به خودی خود متصل به DNA باقی می ماند؟ نه این طور نیست آنزیمی به نام گیره ی لغزنده این اتصال را سبب می شود.

بیشتر پروتئین هایی که در همانندسازی DNA نقش دارند در کنار یکدیگر قرار می گیرند و یک مجموعه چند آنزیمی بزرگ را ایجاد می کنند که به عنوان یک واحد در طول DNA حرکت می کند و باعث می گردد که DNA در هر دو رشته به طور هماهنگ ساخته شود.


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: فاضل صحرانشین سامانی

تنظیم: مهسا شاه حسینی