Эукариоттардағы ДНҚ репликациясы

тимидинмен таңбаланған болса, жарык микроскопындағы ДНҚ кесінділері
автографтарында қалпына келген кумістін бөліктерін пунктирлі сызык түрінде көруге
болады. Бұл репликацияланып улгерген ДНҚ нын аздаған кесінділері, ал оның арасында
радиоавтографты қалдырмаған, сондыктан көрінбей қалған ДНҚ репликацияланбаған
кесінділері орналасқан. ЗН тимидиннің клеткамен қатынасьнын уакыт аралыты ұзарған
сайын, осындай кесінділердің көлемі улгаяды, ал олардың арақашыктывы кысқарады. Осы
зерттеулердің комегімен зукариотты организмдердің ДНҚ репликациясын дал есептеуге
болады. Бактериалды ДНҚ репликациясынан жылдамдығы 50 т.ж.н. сутқоректілерде
репликациялык айырылымнын козгалыс жылдамдығы 1 минутта 1-3 ж.н. болса, ал кейбір
өсімдіктерде минутьна 1 т.ж.н. сайкес болады. Осы зерттеулерде эукариоты ДНҚ
хомосомасынын құрылымы полирепликонды екендігі далелденді. ДНҚ хромосомынын
ұзындывы бойнша репликацияда көптеген тауелсіз бөліктер репликондар орналасқан.
Сутқоректілер гаплоидты топтарында 20000-30000 реплликон болуы қажет. төменгі
сатыдары эукариоттарда репликон аз шамамен-40 м.ж.н.Дрозофилада гендерге 3500
репликоннан келеді, ал ащыткыларда 400. Сонымен репликонда ДНҚ синтезі екі
қарама-қарсы барытта жүреді. Бұл авторадиография кемегімен онай долелденді. Егер
клеткаға импулстік таңбадан кейін ортаға тимидинсіз ДНҚ синтезіне жағдай жасасак, онда
оның ДНҚ енуі азаяды, жəне авторадиографияда симметриялы екі барытқа
репликацияланған бөлікті көруге болады. Айырлы репликациялану кезінде репликонда
козгалыс токталады. Көрші репликондардың репликацияланған бөліктері екі синтезделген
ДНҚ молекуласынын бірдей ковалентті тізбегімен байланысады. Репликондарда ДНҚ
хромосоманын функционалды бөлінуі ДНҚ домендерінің бөлінуіне сай келеді. ДНҚ
синтезінің биологиялык тұжырымы ДНҚ синтезін бактериямен жане хромосомамен
салыстырып қараса түсінікті. Сонымен ұзындығы 1600мкм хромосоманын
монорепликонды бактериялардың жылдамдығы шамамен жарты сагат синтездейді, ал
сутқоректілерде ДНҚ репликациясы 6-8 сагатты құрайды.
Репликациялык айырымдар көршілес репликондардың айырымдарымен
терминальді нуктеде кездескенде оның козгалысы токтайды. Осы нуктеде көршілес
репликондардың репликацияланыи болған бөлімдері жана синтезделген ДНҚ
молекуласынын екі ковалентті тізбегіне жалгасады. ДНҚ хромосоманын репликондарға
функционалды жіктелуі ДНҚ-нын доменге немесе айырымға құрылымдық жіктелуіне
сойкес.
Осылайша, жеке хромосомадағы ДНҚ синтезі көптеген репликондарда тауелсіз
синтезделіп кершілес ДНҚ кесінділердің ұшымен байланысуьнын негізінде жүреді. Бұл
қасиеттін биологиялык моні зукариоттар мен бактерияда ДНҚ синтезін салыстыру
негізінде түсіндіріледі. ұзындығы 1600 мкм бактериалды монорепликонды хромосома
жарты сагаттай синтезделеді. Егер сутқоректілердің бір сантиметрлік ДНҚ молекуласы
осылайша синтезделетін болса, онда синтезге алты кундей уакыт кетер еді. Бірак, мұндай
хромосомада бірнеше жүз репликон болса, онда толық репликациялануына бір сагат қана
қажет болады. Шын мəнінде сутқоректілерде ДНҚ репликациясы 6-8 сагат жүреді. Бұл
жеке хромосомалардың репликондарынын бір уакытта косылуына байланысты.
Кейбір жағдайларда репликацияны жеделдету үшін барлық репликондар бір
уакытта косылады немесе косымша репликациялык нуктелер пайда болады. Бұл кубылыс
кейбір жануарлардың эмбрионалды дамуынын бастапкы сатысында өтеді. Хпори laevis
бақасынын жумыртқасынын бөлшектенуі кезінде ДНҚ синтезіне 20 мин қажет, ал
соматикалык клеткалар дакылында бір кун ғана алады.
Дəл осындай жағдай дрозофилада байқалады: ерте эмбрионалдық кезендн

ядродағы ДНҚ синтезіне 3,5мин, ал культуралык ұлпа клеткаларында ондағы
репликациялык нуктелердің саны эмбрион клеткасынан бес есе көп болса да 600мин
жүреді.
Жеке хромосома бойындағы ДНҚ синтезі біртекті жүрмейді. Хромосомада белсенді
репликондар 20-80 репликациялык нуктелерден тұратын репликациялык бірліктерден
топтар құрайды. Бұл көрініс ДНҚ радиоавтографтардың талдаунын натижесінде алынды.
Репликациялар блогы мен кластерлері, репликациялык бірліктердің бар екендігі ДНҚ-ға
тимидиннің аналогы -5- бромдезоксиуридинді (BrdU) қосу арқылы зерттелді. BrdU ны
интерфазалык хроматинге косса, онда митоз кезінде BrdU аймак тимидинді аймакқа
қарағанда жеткіліксіз тығыздалатындығы байқалды. Сондыктан, дифференциалды бояу
нəтижесінде митотикалык хромосоманын BrdU аймағы əлсіз боялады. Осылайша,
клетканың синхронды культурасында BrdU іске косылуын бақылайды. Түрлі аймактардың
іске косылуы S-кезеннің уакытында тізбекті жүреді. əр хромосомана репликацияның
белгілі реті мен суреті тэн. Репликациялык бірлікке біріктірілген ядро матриксінің
белоктарымен байланыскан репликон кластерлары репликация ферменттерімен бірігіп
ДНҚ синтезі жүретін интерфазалык ядроның айманы кластеросоманы түзеді.
Репликациялык бірліктерінің белсендену реті хроматиннің осы аймағьны
құрылымына байланысты болуы мумкін. Мысалы, констутивті гетерохроматин айматы
S-кезен сонында репликацияланады, Сонымен қатар, S-кезенінің сонында факультативті
гетерохроматиннің кейбір айманы еселенеді (мысалы, сутқоректілердің аналыктарының X
хромосомасы). Хромосомалардың бөлімдерінің репликациялану реті хромосоманы
дифференциалды болу нотижесінде алынған суретке сайкес: R-сегмент ерте
репликацияланушы аймакқа жатады, G-сегмент кеш репликацияланушыга, С-сегмент,ягни
центромералык аймак, ең сонында репликацияланады.
Дифференциалды бояу натижесінде хромосома сегменттерінің боялу мөлшері мен
санының əртүрлі болуы əр хромосомада репликацияның басталуы мен аякталуы
асинхронды жүретінін сипаттайды. Дегенмен, хромосома репродукциясының реті қатан
тəртіппен жүреді.
Жеке хромосоманың репликациялануы оның мөлшеріне байланыссыз. Мысалы,
адамның А-тобының (1-3) хромосомалары В-тобының (4-5) хромосомалары тəрізді
S-кезені бойы таңбаланылып тұрады.
Осылайша, зукариоттар геномындағы репликация процесі барлық ядроның
хромосомаларында S-кезеннің басында бірге басталады. Геномның кез-келген аймағының
репликациялануы генетикалык тұргыдан қадагаланады, ол S-кезені кезінде белгілі
гендердің мутагендерге сезімталдылығымен дəлелденеді.

жүктеу/скачать 329.02 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: