Prokaryotic DNA replication
புரோக்கரியோடிக் டிஎன்ஏ ரெப்ளிகேஷன் என்பது ஒரு புரோக்கரியோட் அதன் டிஎன்ஏவை மற்றொரு நகலாக நகலெடுக்கும் செயல்முறையாகும், இது மகள் உயிரணுக்களுக்கு அனுப்பப்படுகிறது. இது பெரும்பாலும் மாதிரி உயிரினமான ஈ. கோலியில் ஆய்வு செய்யப்பட்டாலும், மற்ற பாக்டீரியாக்கள் பல ஒற்றுமைகளைக் காட்டுகின்றன. ரெப்ளிகேஷன் இரு-திசை மற்றும் ரெப்ளிகேஷனின் ஒற்றை தோற்றத்தில் (ஓ. ஆர். சி) உருவாகிறது. இது மூன்று படிகளைக் கொண்டுள்ளதுஃ துவக்கம், நீளம் மற்றும் முடிவு. துவக்கம் அனைத்து உயிரணுக்களும் உயிரணு பிரிவினைக்கு செல்வதற்கு முன்பு டிஎன்ஏ பிரதிபலிப்பை முடிக்க வேண்டும். பாக்டீரியாவின் விரைவான வளர்ச்சியை ஆதரிக்கும் ஊடக நிலைமைகளும் அவற்றில் குறுகிய இடை-துவக்க நேரத்தைக் கொண்ட ஜோடிகள், அதாவது. மெதுவான வளர்ச்சியுடன் ஒப்பிடும்போது வேகமாக வளரும் உயிரணுக்களில் இரட்டிப்பு நேரம் குறைவாக உள்ளது. வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், விரைவான வளர்ச்சி நிலைகளில் பாட்டி செல்கள் அதன் டி. என். ஏவை பேரக்குழந்தை செல்லுக்கு பிரதிபலிக்கத் தொடங்கலாம். அதே காரணத்திற்காக, டிஎன்ஏ பிரதிபலிப்பின் துவக்கம் மிகவும் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. பாக்டீரியா தோற்றம் ஓரிசோம் அசெம்பிளியை ஒழுங்குபடுத்துகிறது, இது ஒரு நியூக்ளி-புரோட்டீன் காம்ப்ளக்ஸ் ஆகும், இது தோற்றத்தைத் தளர்த்துவதற்கும் அனைத்து ரெப்ளிகேஷன் இயந்திரங்களையும் ஏற்றுவதற்கும் பொறுப்பாகும். ஈ. கோலியில், ஓரிசோம் அசெம்பிளிக்கான திசை நியூக்ளியோடைடு வரிசையின் ஒரு குறுகிய நீளமாக கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது, இது ரெப்ளிகேஷனின் தோற்றம் (ஓ. ஆர். ஐ. சி) என்று அழைக்கப்படுகிறது, இதில் துவக்க புரதமான டி. என். ஏ. ஏ (பாக்டீரியா இராஜ்ஜியத்தின் மத்தியில் மிகவும் ஒத்த புரதம்) பல பிணைப்பு தளங்களைக் கொண்டுள்ளது. டிஎன்ஏஏ நான்கு களங்களைக் கொண்டுள்ளது, ஒவ்வொரு களமும் ஒரு குறிப்பிட்ட பணிக்கு பொறுப்பாகும். 11 டிஎன்ஏஏ பிணைப்பு தளங்கள்/பெட்டிகள் உள்ளன, அவற்றில் ஆர்1, ஆர்2 மற்றும் ஆர்4 ஆகிய மூன்று பெட்டிகள் (மிகவும் பாதுகாக்கப்பட்ட 9 பிபி ஒருமித்த வரிசை 5 '-டிடிஏடிசி/ஏசிஏசிஏ கொண்டவை) அதிக இணைப்பு டிஎன்ஏஏ பெட்டிகளாகும். அவை டிஎன்ஏஏ-ஏடிபி மற்றும் டிஎன்ஏஏ-ஏடிபி ஆகியவற்றுடன் சமமான தொடர்புகளுடன் பிணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் பெரும்பாலான செல் சுழற்சி முழுவதும் டிஎன்ஏஏ ஆல் பிணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் மீதமுள்ள ஒரிசோம் கூட்டங்களின் மீது ஒரு சாரக்கட்டு உருவாக்குகிறது. மீதமுள்ள எட்டு டி. என். ஏ. ஏ பெட்டிகள் டி. என். ஏ. ஏ-ஏ. டி. பி உடன் முன்னுரிமை அடிப்படையில் பிணைக்கப்படும் குறைந்த இணைப்பு தளங்கள் ஆகும். துவக்கத்தின் போது, உயர் இணைப்பு டிஎன்ஏ பாக்ஸ் ஆர் 4 உடன் பிணைக்கப்பட்ட டிஎன்ஏஏ கூடுதல் டிஎன்ஏஏவை அருகிலுள்ள குறைந்த இணைப்பு தளத்திற்கு நன்கொடையாக வழங்குகிறது மற்றும் படிப்படியாக அனைத்து குறைந்த இணைப்பு டிஎன்ஏஏ பெட்டிகளையும் நிரப்புகிறது. தளங்களை நிரப்புவது அதன் சொந்த மாநிலத்திலிருந்து தோற்றத்தை மாற்றுகிறது. டிஎன்ஏ மூலம் டிஎன்ஏ நீட்சி தோற்றத்துடன் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது இழைப் பிரிப்பை ஊக்குவிக்கிறது, இது அதிக டிஎன்ஏஏ காயம் இல்லாத பகுதியுடன் பிணைக்க அனுமதிக்கிறது. டிஎன்ஏசி ஹெலிகேஸ் ஏற்றுபவர் பின்னர் டிஎன்ஏபி ஹெலிகேஸை ஆட்சேர்ப்பு செய்ய ஒற்றை இழையுள்ள டிஎன்ஏவுடன் பிணைக்கப்பட்ட டிஎன்ஏஏவுடன் தொடர்பு கொள்கிறார், இது டிஎன்ஏஜி ப்ரைமேஸ் ஒரு ஆர்என்ஏ ப்ரைமரை அமைப்பதால் டிஎன்ஏவை தொடர்ந்து அவிழ்த்து, டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் III ஹோலோஎன்சைம் நீளம் பெறத் தொடங்குகிறது. பாக்டீரியாவில் குரோமோசோம் ரெப்ளிகேஷன் ஒழுங்குமுறை துவக்க கட்டத்தில் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. டிஎன்ஏஏ-ஏடிபி ஆர்ஐடிஏ (டிஎன்ஏஏவின் ஒழுங்குமுறை செயலிழப்பு) மூலம் செயலற்ற டிஎன்ஏஏ-ஏடிபியாக நீராற்பகுக்கப்பட்டு, டிஏஆர்எஸ் (டிஎன்ஏஏ மறுசீரமைப்பு வரிசை, இது ஃபிஸ் மற்றும் ஐஎச்எஃப் ஆல் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது) மூலம் செயலில் உள்ள டிஎன்ஏஏ-ஏடிபி வடிவத்திற்கு மாற்றப்படுகிறது. இருப்பினும், டிஎன்ஏஏ-ஏடிபியின் முக்கிய ஆதாரம் புதிய மூலக்கூறுகளின் தொகுப்பாகும். இதற்கிடையில், பல புரதங்கள் ஓரிய்சி வரிசையுடன் நேரடியாக தொடர்பு கொண்டு துவக்கத்தை ஒழுங்குபடுத்துகின்றன, பொதுவாக தடுப்பதன் மூலம். ஈ. கோலியில் இந்த புரதங்களில் டியாஏ, செக்யூஏ, ஐசிஐஏ, ஹியூ மற்றும் ஆர்கா-பி ஆகியவை அடங்கும், ஆனால் அவை மற்ற பாக்டீரியா இனங்களில் வேறுபடுகின்றன. டி. டி. ஏ. எச் (டேட்டா-டிபெண்டன்ட் டி. என். ஏ. ஹைட்ரோலிசிஸ், இது ஐ. எச். எஃப் ஆல் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது), டி. என். ஏ. ஏ மரபணுவைத் தடுப்பது (செக்கா புரதத்தால்) மற்றும் கொழுப்பு சவ்வால் டி. என். ஏ. ஏ மீண்டும் செயல்படுத்தப்படுவது ஆகியவை ஈ. கோலியில் உள்ள வேறு சில வழிமுறைகள் ஆகும். நீளமடைதல் ப்ரைமிங் முடிந்ததும், டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் III ஹோலோஎன்சைம் டிஎன்ஏவில் ஏற்றப்பட்டு பிரதிபலிப்பு தொடங்குகிறது. டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் III இன் வினையூக்கி பொறிமுறை செயலில் உள்ள தளத்தில் இரண்டு உலோக அயனிகளைப் பயன்படுத்துவதையும், செயலில் உள்ள தளத்தில் உள்ள ஒரு பகுதியையும் டியோக்ஸிரிபோநியூக்ளியோடைடுகள் மற்றும் ரிபோநியூக்ளியோடைடுகளுக்கு இடையில் வேறுபடுத்திக் காட்டுவதையும் உள்ளடக்கியது. உலோக அயனிகள் பொதுவான இருபடி அயனிகளாகும், அவை 3 'OH டியோக்ஸிரிபோநியூக்ளியோடைடின் ஆல்பா பாஸ்பேட் மீது ஒரு நியூக்ளியோஃபிலிக் தாக்குதலைத் தொடங்கவும், டியோக்ஸிரிபோநியூக்ளியோடைடில் எதிர்மறையாக சார்ஜ் செய்யப்பட்ட ட்ரைபாஸ்பேட்டை நிலைநிறுத்தவும் உதவுகின்றன. ஆல்பா பாஸ்பேட் மீது 3 'OH இன் நியூக்ளியோஃபிலிக் தாக்குதல் பைரோபாஸ்பேட்டை வெளியிடுகிறது, இது பின்னர் நீராற்பகுப்பு (கனிம பாஸ்பேடேஸ் மூலம்) இரண்டு பாஸ்பேட்டுகளாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த நீராற்பகுப்பு டிஎன்ஏ தொகுப்பை முடிக்கத் தூண்டுகிறது. மேலும், டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் III சரியாக இணைக்கப்பட்ட தளங்களுக்கும் தவறாக இணைக்கப்பட்ட தளங்களுக்கும் இடையில் வேறுபடுத்திக் காட்ட முடியும். சரியாக இணைக்கப்பட்ட நியூக்ளியோடைடுகளின் கட்டமைப்பிற்கு நிரப்பு வடிவத்தில் இருக்கும் செயலில் உள்ள தள பாக்கெட்டைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் வாட்சன்-கிரிக் அடிப்படை ஜோடிகளை வேறுபடுத்துவதன் மூலம் இது நிறைவேற்றப்படுகிறது. இந்த பாக்கெட்டில் ஒரு டைரோசின் எச்சம் உள்ளது, இது சரியாக இணைக்கப்பட்ட நியூக்ளியோடைடுடன் வான் டெர் வால்ஸ் தொடர்புகளை உருவாக்க முடியும். கூடுதலாக, செயலில் உள்ள தளத்தில் உள்ள டிஎஸ்டிஎன்ஏ (இரட்டை ஸ்ட்ராண்டட் டிஎன்ஏ) ஒரு பரந்த பெரிய பள்ளம் மற்றும் ஆழமற்ற சிறிய பள்ளத்தைக் கொண்டுள்ளது, இது பியூரின் தளங்களின் மூன்றாவது நைட்ரஜன் மற்றும் பைரிமிடின் தளங்களின் இரண்டாவது ஆக்ஸிஜனுடன் ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது. இறுதியாக, செயலில் உள்ள தளம் டிஎன்ஏ முதுகெலும்புடன் விரிவான ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளை உருவாக்குகிறது. இந்த இடைவினைகள் டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் III சரியாக இணைக்கப்பட்ட அடித்தளத்தைச் சுற்றி மூடுகின்றன. ஒரு காரம் செருகப்பட்டு தவறாக இணைக்கப்பட்டால், ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மற்றும் வான் டெர் வால்ஸ் தொடர்புகளில் உள்ள இடையூறுகள் காரணமாக இந்த தொடர்புகள் ஏற்படாது. டிஎன்ஏ 3 '→ 5' திசையில் படிக்கப்படுகிறது, எனவே, நியூக்ளியோடைடுகள் 5 '→ 3' திசையில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன (அல்லது வார்ப்புரு இழையுடன் இணைக்கப்படுகின்றன). இருப்பினும், டிஎன்ஏவின் தாய் இழைகளில் ஒன்று 3 '→ 5' ஆகவும், மற்றொன்று 5 '→ 3' ஆகவும் உள்ளது. இதைத் தீர்க்க, எதிர் திசைகளில் பிரதிபலிப்பு நிகழ்கிறது. ரெப்ளிகேஷன் ஃபோர்க்கை நோக்கிச் செல்லும்போது, முன்னணி ஸ்ட்ராண்ட் ஒரு தொடர்ச்சியான பாணியில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது, இதற்கு ஒரு ப்ரைமர் மட்டுமே தேவைப்படுகிறது. மறுபுறம், ரெப்ளிகேஷன் ஃபோர்க்கிலிருந்து விலகிச் செல்லும் பின்தங்கிய இழைகள், ஒகசாகி துண்டுகள் என்று அழைக்கப்படும் குறுகிய துண்டுகளின் தொடரில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன, இதன் விளைவாக பல ப்ரைமர்கள் தேவைப்படுகின்றன. ஒகாசாகி துண்டுகளின் ஆர்என்ஏ ப்ரைமர்கள் பின்னர் ஆர்என்எஸ் எச் மற்றும் டிஎன்ஏ பாலிமரேஸ் I (எக்ஸோ நியூக்ளியேஸ்) ஆகியவற்றால் சீரழிக்கப்படுகின்றன, மேலும் இடைவெளிகள் (அல்லது நிக்ஸ்) டியோக்ஸிரிபோநியூக்ளியோடைடுகளால் நிரப்பப்பட்டு என்சைம் லிகேஸால் மூடப்படுகின்றன. ஒரு உயிரணுவில் டிஎன்ஏ பிரதிபலிப்பு விகிதம் முதலில் பேஜ்-பாதிக்கப்பட்ட ஈ. கோலியில் பேஜ் டி 4 டிஎன்ஏ நீளத்தின் விகிதமாக அளவிடப்பட்டது. 37 டிகிரி செல்சியஸில் அதிவேக டிஎன்ஏ அதிகரிப்பின் காலகட்டத்தில், விகிதம் வினாடிக்கு 749 நியூக்ளியோடைடுகளாக இருந்தது. ஃபேஜ் டி4 டிஎன்ஏ தொகுப்பின் போது ஒரு அடிப்படை ஜோடிக்கு ஒரு பிரதிக்கு பிறழ்வு விகிதம் 108 க்கு 1.7 ஆகும். ஈ. கோலியில் டிஎன்ஏ ரெப்ளிகேஷனின் டெர்மினேஷன் டெர்மினேஷன் என்பது டெர்மினேஷன் சீக்வென்ஸ் மற்றும் டஸ் புரதத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் முடிக்கப்படுகிறது. இந்த வரிசைகள் இரண்டு ரெப்ளிகேஷன் ஃபோர்க்குகள் ஒரு திசையில் மட்டுமே செல்ல அனுமதிக்கின்றன, ஆனால் மற்றொன்று அல்ல. டிஎன்ஏ ரெப்ளிகேஷன் ஆரம்பத்தில் இரண்டு கேட்டனேட்டட் அல்லது இணைக்கப்பட்ட வட்ட டிஎன்ஏ டுப்லெக்ஸ்களை உருவாக்குகிறது, ஒவ்வொன்றும் ஒரு பெற்றோரின் இழையையும் ஒரு புதிதாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட இழையையும் (இயற்கையாகவே செமிகன்சர்வேடிவ் ரெப்ளிகேஷன்) உள்ளடக்கியது. இந்த கேட்டினேஷனை பிரிக்க முடியாத இரண்டு ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட வளையங்களாகக் காணலாம். ஈ. கோலியில் உள்ள டோபோஐசோமரேஸ் 2, தாய் டிஎன்ஏ அல்லது புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட டிஎன்ஏவின் இரண்டு தொடர்ச்சியான நியூக்ளியோடைடுகளில் உள்ள பாஸ்போடிஸ்டர் பிணைப்புகளை உடைப்பதன் மூலம் இரண்டு வட்ட டிஎன்ஏ டூப்ளெக்ஸ்களை இணைக்கிறது அல்லது சிதைக்கிறது, அதன்பிறகு டிஎன்ஏ இழையை உடைத்து இரண்டு டிஎன்ஏ உருவாகும் லிகேட்டிங் செயல்பாட்டு லிகேட்டுகள். பிற புரோக்கரியோடிக் ரெப்ளிகேஷன் மாதிரிகள் தீட்டா வகை ரெப்ளிகேஷன் ஏற்கனவே குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. உருளும் வட்டப் பிரதி மற்றும் டி-லூப் பிரதி உருளும் வட்டப் பிரதி போன்ற பிற வகையான புரோக்கரியோடிக் ரெப்ளிகேஷன் உள்ளன இது பாக்டீரியா இணைப்பில் காணப்படுகிறது, அங்கு அதே சுற்றளவு டிஎன்ஏ சுழல்கிறது மற்றும் அதைச் சுற்றி புதிய ஸ்ட்ராண்ட் உருவாகிறது. . ஒரு சமிக்ஞையால் இணைப்பைத் தொடங்கும்போது, ரிலாக்ஸேஸ் நொதி ஓரிய்டியில் உள்ள இணை பிளாஸ்மிட்டின் இழைகளில் ஒன்றில் ஒரு நிக்கை உருவாக்குகிறது. ரிலாக்சேஸ் தனியாகவோ அல்லது ஒரு டஜனுக்கும் அதிகமான புரதங்களின் தொகுப்பிலோ வேலை செய்யலாம், இது ஒட்டுமொத்தமாக ரிலாக்ஸோசோம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. எஃப்-பிளாஸ்மிட் அமைப்பில் ரிலாக்ஸேஸ் நொதி டிராய் என்று அழைக்கப்படுகிறது மற்றும் ரிலாக்ஸோசோம் டிராய், டிராய், டிராம் மற்றும் ஒருங்கிணைந்த புரவலன் காரணி ஐஎச்எஃப் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. நிக் செய்யப்பட்ட ஸ்ட்ராண்ட், அல்லது டி-ஸ்ட்ராண்ட், பின்னர் உடைக்கப்படாத ஸ்ட்ராண்டில் இருந்து அவிழ்த்து, 5 '-முனையிலிருந்து 3'-முனைய திசையில் பெறுநர் செல்லுக்கு மாற்றப்படுகிறது. மீதமுள்ள இழைகள் இணைவுச் செயல்பாட்டிலிருந்து சுயாதீனமாக (ஓரிய்வியில் தொடங்கும் தாவரப் பிரதி) அல்லது இணைப்புடன் இணைந்து (லாம்ப்டா பேஜின் உருளும் வட்டப் பிரதிக்கு ஒத்த இணைப்புப் பிரதி) பிரதிபலிக்கப்படுகின்றன. வெற்றிகரமான பரிமாற்றம் ஏற்படுவதற்கு முன்பு இணைந்த பிரதிக்கு இரண்டாவது நிக் தேவைப்படலாம். ஒரு சமீபத்திய அறிக்கை இந்த இரண்டாவது நிக்கிங் நிகழ்வின் இடைநிலை படியைப் பிரதிபலிக்கும் இரசாயனங்களுடன் இணைவதைத் தடுத்ததாகக் கூறுகிறது. டி-லூப் ரெப்ளிகேஷன் டி-லூப் ரெப்ளிகேஷன் பெரும்பாலும் ஆர்கனெல்லர் டிஎன்ஏவில் காணப்படுகிறது, அங்கு இடப்பெயர்ச்சி லூப் எனப்படும் மூன்று ஸ்ட்ராண்டட் அமைப்பு உருவாகிறது. குறிப்புகள் டிஎன்ஏ பிரதி