جميع الكتب
حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الأحياء · المسرد

ما معنى شوكة التضاعف وإنزيماتها؟

تعريف 18.2 الأحياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 18 — تضاعف DNA والتقسم الخيطي

يبدأ التضاعف عند منشأ — واحد على الصبغي البكتيري، وعشرات الآلاف على مورثوم حقيقي النواة — حيث يُفتح اللولب وتبتعد شوكتا تضاعف في اتجاهين متعاكسين. وعند كل شوكة: حلّالة تفك اللولب (بجزيء ATP واحد لكل زوج قواعد)، وبروتينات رابطة للخصلة المفردة تبقي الخصلتين المنفصلتين متباعدتين، وطوبوإيزوميراز أمام الشوكة يخفف اللي الذي يراكمه الفك. وبوليميراز DNA لا يضيف النوكليوتيدات إلا إلى هيدروكسيل 33' في سلسلة قائمة، فتنمو كل خصلة جديدة 535' \to 3' ولا تستطيع أي منها أن تبدأ من عدم: فتضع بادئة أولًا بادئًا قصيرًا من RNA يمدّه البوليميراز. وعلى القالب المقروء 353' \to 5' تنمو الخصلة الجديدة نموًا متصلًا نحو الشوكة: وهي الخصلة الرائدة. وعلى القالب الآخر لا بد للخصلة الجديدة أن تنمو مبتعدة عن الشوكة، في قطع من 1000 to 20001000\text{ to }2000\, نوكليوتيد عند البكتيريا و100 to 200100\text{ to }200\, عند حقيقيات النواة، هي قطع أوكازاكي، لكل منها بادئها: وهي الخصلة المتأخرة. ويستبدل بوليميراز ثانٍ بالبادئات DNA وتلحم رابطة القطع في خصلة واحدة.

شوكة تضاعف. الحلّالة تفتح اللولب الأبوي؛ وتُنسخ الخصلة الرائدة نسخًا متصلًا نحو الشوكة، والخصلة المتأخرة إلى الخلف في قطع أوكازاكي، لأن البوليميرازات لا تبني إلا في الاتجاه 5' 3'.
شوكة تضاعف. الحلّالة تفتح اللولب الأبوي؛ وتُنسخ الخصلة الرائدة نسخًا متصلًا نحو الشوكة، والخصلة المتأخرة إلى الخلف في قطع أوكازاكي، لأن البوليميرازات لا تبني إلا في الاتجاه 535' \to 3'.

أمثلة

مثال 18.4 (السرعة ونقاط البدء)

تتحرك الشوكة البكتيرية بمقدار 10001000\, زوج قواعد في الثانية: فتنسخ شوكتان 4.6Mb4.6\,\mathrm{Mb} في E. coli في 40min40\,\mathrm{min}، وفي وسط غني تنقسم فيه الخلية كل عشرين دقيقة تبدأ جولة جديدة قبل انتهاء السابقة. أما الشوكة حقيقية النواة، وقد أبطأها الصبغين، فتتحرك بمقدار 5050\, في الثانية: فنسخ صبغي بشري من 250Mb250\,\mathrm{Mb} من منشأ واحد كان ليستغرق شهرًا، ولذلك يُنسخ المورثوم من نحو 4000040\,000 منشأ في ثماني ساعات، بترتيب ثابت لكل نمط خلوي.

اقرأ في الفصل ←