DNA POLİMERAZ

Watson ve Crick 1953'te DNA modellerini oluşturduklarında, molekülün çift sarmal yapısının hücrelere genetik bilgilerini kopyalamaları için bir yol sağladığını hemen anladılar. Hücre bölünmesi başlamadan önce bir noktada, hücredeki proteinler çift sarmalın iki ipliğini ayırır ve her bir ipliği bir şablon veya kılavuz olarak kullanarak ikinci bir tamamlayıcı iplik oluşturur. DNA replikasyonunun sonucu, hücre bölünmeyi bitirdiğinde iki yavru hücrede sonlanacak olan iki özdeş DNA molekülüdür. Çoğaltılmış bir ökaryotik kromozom, mitozun anafazı sırasında ayrılana kadar ilişkili kalan iki kardeş kromatitten oluşur. Bakterilerin tek dairesel kromozomunda, replikasyon, replikasyon orijini olarak adlandırılan DNA'nın belirli bir segmentinde başlar. DNA ipliklerinin ayrıldığı noktaya replikasyon çatalı denir; ve replikasyon kromozom etrafında her iki yönde de ilerlediği için iki replikasyon çatalı vardır. Çatallar, buluşana kadar zıt yönlerde hareket eder ve her iki DNA dizisi de tamamen kopyalanır. Ökaryotik hücrelerin uzun lineer kromozomlarında, replikasyon birçok noktada başlar ve tüm replikasyon çatalları sonunda birbirine girer.

DNA replikasyonu, replisom adı verilen bir protein kompleksi tarafından gerçekleştirilir. Replizomun anahtar bileşeni, tek tek nükleotitleri yeni bir polimerde (aynı moleküllerin birkaçından veya çoğundan oluşan bir dizi) birleştiren DNA polimeraz adı verilen bir enzimdir. Replisom tarafından çözülmesi gereken önemli bir replikasyon özelliği, çift sarmaldaki iki DNA zincirinin zıt yönlerde ilerlemesidir (antiparaleldirler), ancak DNA polimeraz DNA zinciri boyunca yalnızca bir yönde çalışır. Öncü zincir adı verilen yeni bir DNA dizisi, replikasyon çatalı açılırken ve polimeraz şablon zinciri "okurken" baştan sona sürekli olarak kopyalanır. Gecikmeli iplik olarak adlandırılan diğer yeni DNA zinciri, parçalar halinde inşa edilmiştir, çünkü onu oluşturan DNA polimerazı ters yönde hareket etmelidir. Bu polimeraz, şablon DNA zincirini yakalar ve daha önce tamamlanmış bir segmente girene kadar yeni bir DNA segmenti oluşturur. yeni DNA'nın Sonra gitmesine izin verir ve çoğaltma çatalına daha yakın yeniden konumlandırılması gerekir. Bu geriye doğru hareket ve ileri atlama, tüm şablon DNA zinciri kopyalanana kadar devam eder.

DNA polimeraz büyük bir hız ve doğrulukla çalışmasına rağmen, iki sınırlaması vardır. Birincisi, bir zincir başlatmak için iki nükleotidi birbirine bağlayamaz; sadece önceden var olan bir zinciri uzatabilir. Dolayısıyla DNA replikasyonu her zaman, replikasyonun başlangıç ​​noktasında DNA'ya bağlı olan, primer adı verilen kısa bir RNA parçası ile başlar. Daha sonra replikasyon işleminde RNA çıkarılır ve DNA ile değiştirilir. İkincisi, DNA yalnızca ana DNA zincirindeki bir bazla baz çiftleri oluşturan bir nükleotit ekleyebilir. Başka bir deyişle, DNA polimeraz yeni bir zincir oluşturduğunda bir şablonu takip etmelidir. Enzimin bu özelliği, her yeni DNA zincirinin, kopyalanmakta olan DNA zincirine tam olarak tamamlayıcı olmasını sağlamaya yardımcı olur. Bir şablon nükleotidde bir adenin bazı varsa, DNA polimeraz yeni zincire bir timin nükleotidi ekleyecektir; ve bir şablon nükleotidde bir guanin bazı varsa, polimeraz bir sitozin nükleotidi ekleyecektir. Yine, replikasyon iki özdeş DNA molekülü verir. Bu moleküllerin her biri bir eski DNA zincirinden (kalıp) ve bir yeni tamamlayıcı zincirden oluşur.