Молекулалық генетикада ДНҚ, РНҚ және ақуыз синтезі процестері сипаттауға ыңғайлы болу үшін үш кезеңге бөлінеді: инициация, элонгация және аяқталу. Бұл кезеңдер әртүрлі синтезделген молекулалардың әртүрлі механизмдерін сипаттайды, бірақ олар әрқашан процестің басын, барысын және аяқталуын білдіреді. Репликацияның аяқталуы – ДНҚ молекулаларының синтезінің аяқталуы.
Тоқтаудың биологиялық рөлі
Инициация мен аяқталу синтезделген тізбектің ұзару сатысында жүзеге асатын өсуінің бастапқы және соңғы шекарасы болып табылады. Процестің аяқталуы әдетте одан әрі синтездің биологиялық мақсаттылығы аяқталатын жерде (мысалы, репликонның немесе транскриптонның аяқталу орнында) орын алады. Сонымен бірге тоқтату 2 маңызды функцияны орындайды:
- синтезге матрицалық тізбектің белгілі бір бөлігінен шығуға мүмкіндік бермейді;
- биосинтетикалық өнімді шығарады.
Осылайша, мысалы, транскрипция процесінде (ДНҚ үлгісі негізіндегі РНҚ синтезі) терминация процестің белгілі бір геннің немесе оперонның шекарасынан өтуіне мүмкіндік бермейді. ATәйтпесе хабаршы РНҚ-ның семантикалық мазмұны бұзылған болар еді. ДНҚ синтезі жағдайында тоқтату процесті бір репликон ішінде сақтайды.
Сонымен, терминация матрицалық молекулалардың әртүрлі бөлімдерінің биосинтезінің оқшаулануы мен реттілігін сақтау механизмдерінің бірі болып табылады. Сонымен қатар, өнімнің шығарылуы соңғысының өз функцияларын орындауына мүмкіндік береді, сонымен қатар жүйені бастапқы күйіне қайтарады (ферменттік кешендердің ажырауы, матрицаның кеңістіктік құрылымын қалпына келтіру және т.б.).
ДНҚ синтезінің аяқталуы дегеніміз не
ДНҚ синтезі репликация кезінде, жасушадағы генетикалық материалдың екі еселену процесі жүреді. Бұл жағдайда бастапқы ДНҚ ашылады және оның әрбір тізбегі жаңа (қызы) үшін үлгі ретінде қызмет етеді. Нәтижесінде бір қос тізбекті спиральдың орнына екі толыққанды ДНҚ молекуласы түзіледі. Прокариоттар мен эукариоттарда бұл процестің аяқталуы (соңы) хромосомалардың репликациялану механизмдеріндегі және ядросыз жасушалардың нуклеоидіндегі кейбір айырмашылықтарға байланысты әртүрлі болады.
Репликация қалай жұмыс істейді
Репликацияға белоктардың тұтас кешені қатысады. Негізгі қызметті өсіп келе жатқан тізбектің нуклеотидтері арасындағы фосфодиэфирлік байланыстардың түзілуін катализдейтін ДНҚ-полимераза синтездік фермент атқарады (соңғылары комплементарлылық принципі бойынша таңдалады). Жұмысты бастау үшін ДНҚ-полимеразаға праймер қажет - ДНҚ примазасымен синтезделген праймер.
Бұл оқиғаның алдында ДНҚ-ның шешілуі және оның тізбектерінің бөлінуі,олардың әрқайсысы синтез үшін матрица қызметін атқарады. Соңғысы тек 5'-ден 3' ұшына дейін болуы мүмкін болғандықтан, бір жіп жетекші болады (синтез алға бағытта және үздіксіз жүреді), ал екінші тізбек артта қалады (процесс қарама-қарсы бағытта және үзінді түрде жүзеге асырылады).). Фрагменттер арасындағы алшақтық кейіннен ДНҚ лигазасының көмегімен түзетіледі.
Қос спиралдың шешілуін ДНҚ геликаза ферменті жүзеге асырады. Бұл процесс репликация шанышқысы деп аталатын Y-тәрізді құрылымды құрайды. Алынған бір тізбекті аймақтар SSB ақуыздарымен тұрақтанады.
Терминация – репликация айырларының кездесуі нәтижесінде немесе хромосоманың соңына жеткенде пайда болатын ДНҚ синтезінің тоқтауы.
Прокариоттардағы аяқталу механизмі
Прокариоттарда репликацияның аяқталуы геномның сәйкес нүктесінде (терминация алаңы) жүреді және екі фактормен анықталады:
- репликация айырбастау жиналысы;
- тер-сайттар.
Шанышқылардың кездесуі ДНҚ молекуласы прокариоттардың көпшілігіне тән тұйық дөңгелек пішінді болған жағдайда орын алады. Үздіксіз синтез нәтижесінде әрбір тізбектің 3' және 5' ұштары қосылады. Бір бағытты репликация үшін сәйкестік нүктесі бастапқы тораппен (OriC) бірдей. Бұл жағдайда синтезделген тізбек сақина молекуласын айналып өтіп, бастапқы нүктеге оралып, өзінің 5'-соңымен кездеседі. Екі бағытты репликациямен (синтез OriC нүктесінен екі бағытта бір уақытта жүреді) кездесушанышқылар мен ұштардың қосылуы сақина молекуласының ортасында болады.
Сақиналардың қосылуы ДНҚ-лигаза арқылы жүзеге асады. Бұл катекан деп аталатын құрылымды құрайды. Бір тізбек үзілуін енгізу арқылы ДНҚ гираза сақиналарды бұзады және репликация процесі аяқталады.
Тер-сайттар да репликацияға қатысады. Олар шанышқылардың түйіскен жерінен 100 негізгі жұпта орналасқан. Бұл аймақтарда tus генінің белок өнімі байланысатын қысқа реттілік (23 bp) бар, бұл репликация шанышқысының әрі қарай ілгерілеуіне тосқауыл қояды.
Эукариоттық жасушадағы репликацияның аяқталуы
Және соңғы сәт. Эукариоттарда бір хромосома репликацияның бірнеше басталу нүктесінен тұрады және аяқталуы екі жағдайда болады:
- қарсы бағытта қозғалатын шанышқылар соқтығысқанда;
- хромосоманың соңына жеткенде.
Процесс соңында бөлінген ДНҚ молекулалары хромосомалық ақуыздармен байланысады және еншілес жасушалар арасында ретпен бөлінеді.
