48
4.2 Replikatsiya –genetik axborotni o’tkazish usuli
Uotson va Krikning gipotezasiga asosan DNK qo’sh spiralining har bir
zanjiri komplementar qiz zanjirlar hosil qilishda qolip (matritsa) vazifasini o’taydi.
Bunda ona DNK gacha o’xshash 2 ta 2 zanjirli qiz DNK molekulasi hosil bo’ladi,
har bir molekulasi 1 ta o’zgarmagan ona DNK zanjirini saqlaydi. Uotson –Krik
gipotezasi Met Mezelson va Franklin Stal tomonidan 1957-yilda bajarilgan
tajribalar bilan tasdiqlangan.
5 - rasm. Replikatsiya –genetik axborotni o’tkazish usuli
Tekshirish natijalari shuni ko’rsatadiki, Uotson va Krik gipotezasiga to’la
rioya qilgan holda har bir qiz DNK dupleksi hujayraning 2 ta ko’payish siklidan
keyin bitta ona zanjir, bitta yangi hosil bo’lgan DNK qiz zanjirini saqlar
ekan.Replikatsiyaning bunday mexanizmini konservativ replikatsiya deb
ataladi,chunki har bir qiz DNK da faqat bitta ona zanjir saqlangan. DNK
replikatsiyasini yarim konservativ mexanizmi ichak tayoqchalari ustida olib
borilgan tajribalarda tasdiqlandi. E coli kulturasi avlodlari bir-biridan azot manbai
49
15
N
15
NH
4
Cl li muhitda o’stiriladi. Natijada E soli hujayralari tarkibiga kiradigan
barcha azot saqlovchi moddalar odatdagi
14
N
saqlaydigan DNK tarkibida
15
N
saqlaydigan DNK ga nisbatan katta zichlikka ega bo’ladi va uni saqlaydigan DNK
ga nisbatan katta zichlikka ega bo’lib, bu jarayonni sentrifugalash yo’li bilan
aniqlash mumkin. DNK replikatsiyasi yarim konservativ mexanizmini isbotlovchi
tajriba. Probirkada shtrixlab qo’yilgan joylar DNK ning sentrifugalashdan keyingi
holatini ko’rsatadi.
15
N –DNK si bor. E coli nishonlanamgan azot (
14
NH
4
Cl)li
muhitga ko’chirib o’tkazilsa ,birinchi avlod hujayralari
15
N-DNK va
14
N-DNK
zichliklari o’rtasidagi oraliq zichlikka ega bo’ladi: ikkinchi avlod hujayralarida
ikki xil –oraliq zichlikda va yengil boladigan DNK (
14
N-DNK ) topiladi. Olingan
natijalar bitta qiz DNK da oltita ta ona zanjir , ikkinchi DNKda ikkita yangi
sintezlangan zanjirlar bo’lishi kerak deb hisoblangan replikatsiyaning konservativ
usuli inkor qildi. M.mezelson va F.Stal tajribalari replikatsiyaning dispers usuli
tasodifan bog’langan qiz DNK da qisqa ona zanjir DNK, yangi zanjir DNK
bo’lishini ham inkor qilishga imkon berdi [10-12] .
Eukariotik DNK replikatsiyasi bir vaqtda juda ko’p nuqralarda juda
birdaniga boshlanadi(ularning soni mingdan ortiq bo’lishi mumkin). Har bir
shunday nuqtalardan qarama-qarshi tomonlarda birdaniga ikki replikativ ayri
harakatlanadi, buning natijasida eukariotik xromosomaning replikatsiyasi bakte-
rioxromosomaga nisbatan juda tez sodir bo’ladi.
Replikatsiyada 1956-yilda Artur Kornberg tomonidan ochilgan ferment
DNK – polimeraza I ishtirok etadi. U DNK zanjiri oxiriga dezoksiribonukleotid
qolkdiqlarini ketma-ket biriktirilishini katalizlaydi,bir vaqtda neorganik pirofosfat
ajraklib chiqadi. DNK ning sintezi 4 ta dezoksiribonukleotid- trifosfatlar bo’lgan
taqdirdagina amalga oshiriladi , agarda ulardan bittasi bo’lmasa ham sintez sodir
bo’lmaydi. Ferment 4 ta dezoksiribonukleozid 5
1
- difosfat yoki 5-monofosfatlarga
almashtirlgan vaqtda ta’sir etmaydi .Shuningdek ,ribonukleozid 5
1
- trifosfatlar
bilan ham reaksiya ketmaydi. Mg
2+
ionlarining bo’lishi shart.
50
DNK polimiraza yangi dezoksiribonukleotidlarning kovalent bog’lanishini
katalizlaydi, u α-fosfat guruhning erkin 3
1
gidroksil oxiriga birikishi orqali
amalgam oshiriladi: demak DNK zanjiri sintezi 5
1
-3
1
yo’nalishida amalga
oshiriladi. DNK polimeraza ta’siri uchun qolip,tomizg’i DNK bo’lishi shart .
DNK polimeraza yangi DNK sintezini tomizg’i DNK siz amalga oshira
olmaydi. U majud zanjirni uzaytirishi mumkin va faqat matritsa bo’lgan
taqdirdagina o’z vazifasini bajardi. Nukleotidlar tomizg’i zanjirga qolip zanjirdagi
nukleotidlar ketma-ketliklar Uotson –Krikning komplementarlik qoidasiga rioya
qilgan tartibda birikadilar. Qolip zanjirning qaysi qismida timin joylashan bo’lsa,
qiz zanjirida adenin birikadi va aksincha, xuddi shu yo’l bilan qolip zanjirda
guanin qoldig’i bo’lsa, uning to’g’risiga qiz zanjirda sitozin birikadi va aksincha.
Lekin hozirgi kungacha replikatsiya jarayoni haqida to’liq aniq ma’lumotlar
yo’q. Replikatsiya jarayoning barcha bosqichlari juda tez va o’ta aniqlik bilan
kechadi. 20 ta replikativ ferment va omillardan iborat bo’lgan kompleksni DNK
yoki replikaza sistemasi yoki replisoma deb ataladi. 3 xil DNK – polimeraza-I, II,
III mavzu DNK zanjiri elongatsiyasiga asosan DNK polimeraza 3 javobgardir [5-
8].
DNK polimeraza 1 va DNKpolimeraza III uch xil fermentativ faollikka
qodirlar. Polimeraz faollikdan tashqari ular 5
1
→3
1
va 3
1
→5
1
ekzonukleaz
faollikka egadirlar, ya’ni ular DNK oxiridan nukleotidlarni uzib tashlashlari
mumkin. DNK polimirazi II ning vazifsi hali ma’lum emas. Replikatsiy davrida
hosil bo`lgan DNK ning ko`p qismi bo`lakchalar holatida bo`ladi. Bu bo`lakchalar
okazaki fragmentlari deb yuritildi va 1000-2000 nukleotid qoldiqlarini o`zida
saqlaydi. Bu fragmentlar uzlukli replikatsiya natijasida hosil bo`lib keyinchalik
bir-birlari bilan bog`lanadilar. DNK ning bitta zanjiri uzluksiz 5
1
→3
1
yo`nalishida replikatsiya qilinadi, ya’ni replikativ ayri yo`nalishi bo`yicha, bu
zanjir boshlovchi zanjir deb ataladi. Boshqa zanjir uzlikli, qisqa fragmentlar hosil
qilib sintezlanadi, yani momerlarning 3
1
oxiriga biriktiradi, yani replikativ ayri
51
yo`nalishga qarama – qarshi keyin okozaki fragmentlari bir-birlari bilan
topoizomeraza fermenti yordamida tikiladi va ortda qoluvchi zanjirni hosil qiladi.
Okozaki fragmentlarining sintezi uchun tomizg`I sifatida qolip DNK ga
komplimentar bo`lgan RNK ning kichik bo`laklari zarur.Bu RNK 5
1
→3
1
yo`nalishida ATF, GTF, STF, ITF lardan praymoza fermenti yordamida hosil
bo`ladi. Odatda RNK -tomizg`i bir necha ribonukleotid qoldiqlaridan iborat
bo`ladi. Keyin ularga DNK polemeraza III 1000-2000 dezoksirubonikleotid
qoldiqlarini ulaydi va okazaki fragmetini hosil qiladi , RNK tomizg`i DNK
polemeraza I - ning 5’-3’ ekzonukliaza faolligi asosida uzib tashlanadi
Okozaki fragmenti ortda qoluvchi DNK zanjiriga DNK ligaza fermenti
yordamida birikadi, reaksiya ATF ni sarflash bilan boradi, ya’ni DNK -ligaza
Okozaki fragmentlarini qolib DNK ga komplementar ravishda bog`laydi. Qo`sh
spiralning qayta aylantirilishi va ikkala zanjirning bir-biri bilan qayta
bog`lanib olmasligi uchun ma’lum masofada ushlab turilishi bir necha
maxsus oqsillar yordamida amalga oshiriladi.
Xelikaza (helix - spiral )fermenti DNK ning replikativ ayri yaqinidagi
qisqa bo`laklarini yechib beradi. Buning uchun 2ATF gidrolizidan hosil
bo`ladigan energiya kerak. Har bir ajralgan zan jirga bir malekula DNK ni
bog`lovchi oqsil birikadi, u komplimentar juftlar hosil bo`lishi va qayta
zanjirlarning birikishiga to`sqinlik qiladi. Qisqa ajralish ajralish va birikishlar
DNK gipaza fermenti yordamida sodir bo`ladi u xelikozaga replikatsiya uchun
DNK ni qayta aylantirishga yordam beradi .
|