Escherichia coli’deki replikasyon süreci, basit bir organizmanın kromozomunun orantılı bir kopyasını yapmak için gereken karmaşık adımlar dizisine iyi bir örnektir. Sentezin her aşamasında yüksek kaliteli enzimler yer alır. Diğer birçok enzimde olduğu gibi, transkripsiyonel enzimler de DNA’daki tanıma bölgelerinin 3B şekline ve polar yüklerine göre hareket eder. Sonuç olarak bir ürün elde etmek için DNA’daki uygun bağları ve molekülleri yeniden düzenlemeye çalışırlar. Bu durumda ürün, dairesel bakteri kromozomunun tam bir kopyasıdır. Enzimler, neredeyse aynı anda karmaşık metabolik yollarda çalışır; Ancak açıklık olması açısından bu sentez sürecindeki olayları tek tek ele alacağız.
1. Escherichia coli’de replikasyon süreci, DNA B adı verilen spesifik bir proteinin, benzersiz baz dizisi ile karakterize edilen kromozom üzerindeki spesifik bir başlangıç noktasını tanıması ve ona bağlanmasıyla başlar.
2. Ardından, DNA giraz (DNA Giraz) veya topoizomerazlar (DNA moleküllerinin şeklini değiştiren ve kimyasal yapılarını değiştirmeyen enzimler) olarak bilinen bir grup enzim, DNA B proteininin her iki tarafında etki ederek yoğun sarmal yapıyı gevşetir. (süper bobin) kromozomun .
3. Bir DNA giraz molekülü başlangıç yerinden uzaklaştığında, iki replik enzim molekülü DNA’nın çift sarmal yapısını açar. Bu süreçte, bazları bir arada tutan hidrojen bağlarını kırmak için ATP kullanılır.
4. Daha sonra, DNA’nın tek sarmallarına bağlanabilen proteinler (Single Strand Binding = SSB), sarmalları ayrı tutan ve anında birleşmelerini engelleyen bir çerçeve oluşturur.
5. DNA replikasyonunun başlayabilmesi için gerçekleşmesi gereken beş adımın sonuncusu, primer sentezinden sorumlu olan primaz adı verilen bir enzimin dahil edilmesiyle başlar. Çünkü transkripsiyon yapan polimeraz enzimleri sadece çift zincirlidir; Ancak şablon dizisini tamamlanmamış bir dizinin sonuna kadar okuyarak kurallar ekleyebilir. Bu durumda, DNA’daki açık tek sarmalların en azından küçük bir bölgesi çift sarmallı olmalıdır. Birincil baz, başlangıç bölgesine bağlanır ve bir primer adı verilen uzunlukta yaklaşık on bazdan oluşan bir tamamlayıcı sekans ekler.
İşin garibi, bu primer RNA’dan yapılır ve daha sonra DNA’ya dönüştürülmesi gerekir. Bu yer değiştirmenin nasıl gerçekleştiğini daha sonra göreceğiz.
6. Daha sonra, birkaç proteinden oluşan bir kompleks olan DNA polimeraz III enzimi zincire bağlanır ve tamamlayıcı bazlarla replikasyonu başlar. Adından da anlaşılacağı gibi, bir DNA nükleotit polimeri üretir. DNA polimeraz III enzimi kompleks bir yapıda olmalıdır; Çünkü bu enzim, reaksiyonun birçok farklı adımını katalizleyebilmeli ve kopyaladığı zincire bağlı olarak dört farklı nükleotidi substrat olarak kullanabilmelidir. Enzim yapısı, her biri muhtemelen adenin, guanin, sitozin ve timin için olmak üzere 4 aktif bölgeye sahiptir. Enzim kompleksi şablon zinciri okuyup tamamlayıcı nükleotitleri değiştirdikten sonra, nükleotitlerin uzun zincire bağlanmasını da katalize eder. Eklenen nükleotitler, bu adım için enerji sağlayan ATP’den yüksek enerjili bir fosfat grubunun eklenmesiyle aktive edilir. DNA polimeraz III, enzimatik özelliklerinden dolayı 3-fosfat nükleotid zincirinin sadece serbest ucuna nükleotit ekleyebilmektedir, bu da ciddi bir soruna yol açmaktadır. DNA çift sarmalının iki n sarmalı zıt kutuplara sahip olduğundan, biri 5′-3′ yönünde ve diğeri 3′-5′ yönünde olmak üzere zıt yönlerde kopyalanmalıdır.
Rep enzimi DNA’yı açtıktan sonra DNA polimeraz III tarafından yalnızca bir zincir kopyalanabilir. Diğer dize bir şekilde tersine kopyalanır. Rep enzimini takip eden DNA polimerazdan oluşan DNA sarmalı, öncü sarmal olarak bilinir ve ters yönde sentezlenen DNA sarmalı, “geç sarmal” sarmal olarak bilinir. Döngüleri yavaşça dikerek bir merdiven oluşturulur.
7. Geri terzilik, tek sarmallı DNA boyunca kısa tamamlayıcı RNA nükleotitlerini sentezleyen enzim primaz ile başlar.
8. Adım 5’te oluşturulan kısa fragmanlar, DNA polimeraz III için 3 serbest hidroksil ucuna sahiptir. Oradan, polimeraz ters yönde çalışır ve ipliği RNA primer segmentine ulaşana kadar kopyalar. Bu durumda, bir dizi sürekli olarak kopyalanırken, diğeri segmentler halinde kopyalanır ve bu segmentlere Okazaki segmentleri denir. 1000–2000 baz uzunluğundadır ve RNA primerlerini birlikte ifade eder.
9. Şimdi bir dizi enzimin Okazaki parçalarını bir süreklilik içinde bir araya getirme zamanı. Onarım kompleksinin anahtar enzimi olan DNA polimeraz I, RNA primerinin 10 segmentini çıkarır ve DNA ile değiştirir.
10. Son olarak fragmanlar DNA ligaz ile kaynaştırılır ve yeni sarmal tamamlanır.
kaynak:
Khan Akademisi
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]