ԴՆԹ-ի ռեպլիկացիա

Բջջի բաժանման ժամանակ գենետիկական տեղեկատվությունը փոխանցվում է դուստր բջիջներին՝ ԴՆԹ-ի նախնական կրկնապատկման շնորհիվ։ Այս գործընթացը կոչվում է ռեպլիկացիա։ Նոր պատճենները գրեթե նույնական են սկզբնական ԴՆԹ-ին, թեև շտկման համակարգերի աշխատանքի պայմաններում էլ հազվադեպ սխալներ հնարավոր են։

Ռեպլիկացիան կիսապահպանողական է․ յուրաքանչյուր նոր մոլեկուլ պարունակում է մեկ մայրական և մեկ նոր սինթեզված շղթա։ Սա ապահովում է գենետիկական տեղեկատվության հաջորդականության պահպանումը բջիջների բազմացման ժամանակ։

Գործընթացը սկսվում է սկզբնավորման տեղամասերում։ Հելիկազը բաժանում է կրկնակի պարույրի երկու շղթաները՝ խախտելով կոմպլեմենտար հիմքերի միջև փոխազդեցությունները։ Տոպոիզոմերազները վերացնում են առաջացած լարվածությունն ու գերպարուրումը՝ ԴՆԹ-ի շղթաները ժամանակավորապես կտրելով և ապա վերամիացնելով։

Բացված շրջանը ձևավորում է ռեպլիկացիոն պատառաքաղ։ Դրա հետ շարժվում է սպիտակուցային համալիր, որը յուրաքանչյուր մատրիցային շղթայի հիման վրա սինթեզում է կոմպլեմենտար դուստր շղթա։ Արագությունը կախված է օրգանիզմից ու պայմաններից և չի նկարագրվում մեկ համընդհանուր մեծությամբ։

ԴՆԹ-ի շղթաները հակազուգահեռ են և ունեն 3′ ու 5′ ծայրեր։ ԴՆԹ-պոլիմերազը մատրիցը կարդում է 3′→5′ ուղղությամբ, իսկ նոր շղթան երկարացնում է 5′→3′ ուղղությամբ՝ նուկլեոտիդներն ավելացնելով դրա ազատ 3′-հիդրօքսիլ խմբին։ Ուստի առաջատար շղթան սինթեզվում է հիմնականում անընդհատ, իսկ հետ մնացողը՝ առանձին Օկազակիի հատվածներով։

ԴՆԹ-պոլիմերազը չի կարող սինթեզ սկսել զրոյից․ անհրաժեշտ է հասանելի 3′ ծայրով պրայմեր։ Պրայմեր է պահանջվում երկու դուստր շղթաների սկզբնավորման համար, իսկ հետ մնացող շղթայի յուրաքանչյուր նոր հատվածի համար՝ նոր պրայմեր։ Էուկարիոտներում պրայմազի և ԴՆԹ-պոլիմերազ α-ի համալիրը նախ սինթեզում է կարճ ՌՆԹ-պրայմեր, ապա ավելացնում ԴՆԹ-ի փոքր հատված։ Հիմնական երկարացումն իրականացնում են այլ ռեպլիկատիվ պոլիմերազներ՝ առաջին հերթին ε-ն և δ-ն։

Հետագայում ՌՆԹ-պրայմերները հեռացվում են, բացերը լրացվում են ԴՆԹ-ով, իսկ ԴՆԹ-լիգազը միացնում է հարևան հատվածները՝ վերականգնելով շաքարաֆոսֆատային կմախքի անընդհատությունը։ Պոլիմերազների կատարած սխալների շտկումն ու հետագա ռեպարացիան բարձրացնում են գենետիկական տեղեկատվության փոխանցման ճշգրտությունը։