در ژنتیک مولکولی، فرآیندهای سنتز DNA، RNA و پروتئین برای سهولت در توصیف به سه مرحله تقسیم می شوند: شروع، افزایش طول و پایان. این مراحل مکانیسم‌های مختلفی را برای مولکول‌های سنتز شده مختلف توصیف می‌کنند، با این حال، آنها همیشه به معنای آغاز، روند فرآیند و پایان هستند. خاتمه همانندسازی پایان سنتز مولکول های DNA است.
نقش بیولوژیکی خاتمه
شروع و خاتمه مرزهای اولیه و نهایی رشد زنجیره سنتز شده است که در مرحله ازدیاد طول انجام می شود. تکمیل فرآیند معمولاً در جایی اتفاق می‌افتد که مصلحت بیولوژیکی سنتز بیشتر به پایان می‌رسد (مثلاً در محل انتهای رپلیکون یا رونوشت). در همان زمان، خاتمه 2 عملکرد مهم را انجام می دهد:
- اجازه نمی دهد سنتز از بخش خاصی از زنجیره ماتریس فراتر رود؛
- محصول بیوسنتزی را آزاد می کند.
بنابراین، برای مثال، در فرآیند رونویسی (سنتز RNA بر اساس یک الگوی DNA)، خاتمه اجازه نمی دهد فرآیند از مرز یک ژن یا اپرون خاص عبور کند. ATدر غیر این صورت، محتوای معنایی RNA پیام رسان نقض می شود. در مورد سنتز DNA، خاتمه فرآیند را در یک Replicon نگه می دارد.
بنابراین، خاتمه یکی از مکانیسم‌های حفظ انزوا و نظم بیوسنتز بخش‌های مختلف مولکول‌های ماتریس است. علاوه بر این، انتشار محصول به دومی اجازه می دهد تا عملکرد خود را انجام دهد و همچنین سیستم را به حالت اولیه خود باز می گرداند (جدا شدن کمپلکس های آنزیمی، بازسازی ساختار فضایی ماتریس و غیره).
خاتمه سنتز DNA چیست
سنتز DNA در طول همانندسازی، فرآیند دو برابر شدن ماده ژنتیکی در یک سلول، رخ می دهد. در این حالت، DNA اصلی باز می شود و هر یک از زنجیره های آن به عنوان الگویی برای یک (دختری) جدید عمل می کند. در نتیجه، دو مولکول DNA کامل به جای یک مارپیچ دو رشته ای تشکیل می شود. خاتمه (پایان) این فرآیند در پروکاریوتها و یوکاریوت‌ها به‌دلیل برخی تفاوت‌ها در مکانیسم‌های همانندسازی کروموزوم و نوکلوئید سلول‌های عاری از هسته به طور متفاوتی رخ می‌دهد.
تکثیر چگونه کار می کند
مجموعه کاملی از پروتئین ها در همانندسازی نقش دارند. عملکرد اصلی توسط آنزیم سنتز DNA پلیمراز انجام می شود که تشکیل پیوندهای فسفودی استر بین نوکلئوتیدهای زنجیره در حال رشد را کاتالیز می کند (این دومی مطابق با اصل مکمل انتخاب می شود). برای شروع کار، DNA پلیمراز به یک آغازگر نیاز دارد - پرایمری که توسط DNA پریماز سنتز می شود.
پیش از این رویداد باز شدن DNA و جدا شدن زنجیره های آن رخ می دهد.که هر کدام به عنوان یک ماتریس برای سنتز عمل می کنند. از آنجایی که دومی فقط از انتهای 5 تا 3 می تواند رخ دهد، یک رشته پیشرو می شود (سنتز در جهت رو به جلو و به طور مداوم ادامه می یابد) و رشته دیگر عقب می ماند (فرایند در جهت مخالف و به صورت تکه تکه انجام می شود.). شکاف بین قطعات متعاقبا توسط DNA لیگاز ترمیم می شود.
باز کردن مارپیچ دوگانه توسط آنزیم DNA هلیکاز انجام می شود. این فرآیند یک ساختار Y شکل به نام چنگال تکرار را تشکیل می دهد. نواحی تک رشته ای حاصل توسط پروتئین های به اصطلاح SSB تثبیت می شوند.
خاتمه توقف سنتز DNA است که یا در نتیجه برخورد دوشاخه های همانندسازی یا زمانی که به انتهای کروموزوم می رسد رخ می دهد.
مکانیسم پایان در پروکاریوتها
تکمیل تکثیر در پروکاریوتها در نقطه مناسب در ژنوم (محل پایان) اتفاق می افتد و توسط دو عامل تعیین می شود:
- جلسه replication fork;
- ter-sites.
تصادف چنگال ها در صورتی اتفاق می افتد که مولکول DNA شکل دایره ای بسته داشته باشد که مشخصه اکثر پروکاریوت ها است. در نتیجه سنتز مداوم، انتهای 3' و 5' هر زنجیره به هم متصل می شوند. برای تکثیر یک طرفه، نقطه تطبیق همان سایت مبدا (OriC) است. در این حالت، زنجیره سنتز شده، همانطور که بود، به دور مولکول حلقه می‌چرخد، به نقطه شروع باز می‌گردد و با انتهای 5' خود ملاقات می‌کند. با تکرار دو طرفه (سنتز به طور همزمان در دو جهت از نقطه OriC انجام می شود)، جلسهچنگال ها و اتصال انتها در وسط مولکول حلقه اتفاق می افتد.
جفت شدن حلقه ها توسط DNA لیگاز انجام می شود. این ساختاری به نام cathekan را تشکیل می دهد. با معرفی یک شکست تک رشته، DNA گیراز حلقه ها را می شکند و فرآیند همانندسازی تکمیل می شود.
Ter-sites نیز در تکثیر شرکت می کنند. آنها 100 جفت پایه فراتر از نقطه ای که چنگال ها به هم می رسند قرار دارند. این نواحی حاوی یک توالی کوتاه (23 جفت باز) هستند که محصول پروتئینی ژن tus به آن متصل می‌شود و جلوی پیشرفت بیشتر چنگال همانندسازی را می‌گیرد.
پایان تکثیر در سلول یوکاریوتی
و آخرین لحظه. در یوکاریوت ها، یک کروموزوم حاوی چندین نقطه شروع همانندسازی است و خاتمه در دو مورد اتفاق می افتد:
- هنگام برخورد دوشاخه هایی که در جهت مخالف حرکت می کنند؛
- اگر به انتهای کروموزوم رسیده باشد.
در پایان فرآیند، مولکول‌های DNA جدا شده به پروتئین‌های کروموزومی متصل می‌شوند و به طور منظم در بین سلول‌های دختر توزیع می‌شوند.
