DNA Replication: Notes on Semi-Conservative Replication of DNA

قراءة هذه المادة لمعرفة المزيد عن تكرار الحمض النووي: ملاحظات حول النسخ المتماثل شبه المحافظ من الحمض النووي!

النسخ المتماثل هو عملية تكوين نسخ كربونية. لهذا ، وظائف الحمض النووي كقالب خاص به. ولذلك ، فإن تكرار الحمض النووي هو وظيفة autocatalytic من الحمض النووي.

الصورة مجاملة: ehrig-privat.de/ueg/images/dna-replic.jpg

يحدث هذا عادة خلال المرحلة S من دورة الخلية عندما تكون الكروموسومات في شكل موسع للغاية. كما اقترح Watson و Crick ، ​​فإن النسخ المتماثل للحمض النووي هو semiconservative (نوع من النسخ المتماثل الذي يشتق فيه حبلا واحد من الابنة المزدوجة من الأصل في حين يتم تشكيل حبلا آخر من جديد).

يتم ذلك عن طريق فصل اثنين من فروع. تعمل السلاسل المنفصلة كقوالب. سيكون للجديلة الجديدة المبنية فوق قوالب الجدائل القديمة أزواج قاعدة مكملة (A مقابل T و G مقابل C). تكون جزيئتا دنا البنتان اللتان تشكلتا على هذا النحو نسخًا كربونية للجزيء الأم ، ولكن يجب أن يكون بينهما خيط جديد واحد وحبل قديم.

قام تايلور وزملاؤه (1957) بتغذية الخلايا المنقسمة لنصائح جذور الحبة العريضة (Vicia faba) مع 3 H تحتوي على إشعاعي بدلاً من الثايمين العادي. تم دمج الثايمين في الحمض النووي (DNA) وهو العنصر البنيوي للكروموسومات. وجد تايلور وآخرون أن كل الكروموسومات أصبحت مشعة.

ثم تم استبدال thymine المعنونة مع واحد عادي. أتى الجيل التالي إلى نشاط إشعاعي في أحد الكروماتين في كل كروموسوم بينما كان النشاط الإشعاعي في الجيل التالي موجودًا في 50٪ من الكروموسومات (الشكل 6.9). هذا ممكن فقط إذا كان من خيطين من الكروموسوم ، يتم تشكيل واحد من جديد بينما يتم حفظ الآخر في كل تكرار وهذا هو تكرار شبه ساقي.

وقد تم إثبات تكاثر الحمض النووي شبه المحافظ من خلال عمل ماثيو ميسيلسون وفرانكلين ستال (1958). لقد نمت أشيريشيا كولاي لأجيال عديدة في وسط لها نظير ثقيل من النيتروجين ، على شكل 15 إن إتش 4 كل ، حتى أصبح اسم الحمض النووي البكتيري مصحوبا بالكامل بنظائر ثقيلة.

ثم تحولت البكتيريا المسمى إلى وسط طازج يحتوي على نيتروجين طبيعي أو 14 نيتروجين. تم أخذ عينات لكل جيل (جيل واحد يأخذ 20 دقيقة كما تقسم الإشريكية القولونية في 20 دقيقة) واختبار الحمض النووي للنظائر الثقيلة من النيتروجين من خلال الطرد المركزي كثافة التدرج باستخدام كلوريد السيزيوم. كلوريد السيزيوم هو ملح ثقيل قابل للذوبان في الماء.

عندما ينسج في أجهزة الطرد المركزي بسرعة عالية (50.000 دورة في الدقيقة) ، يشكل الملح تدرجًا كثيفًا مع أكثر المناطق تركيزًا في الجزء السفلي وأخف وزناً أقل تركيزًا على السطح. عندما يتم خلط الحمض النووي مع كلوريد السيزيوم فإنه سوف يستقر عند ارتفاع معين في الطرد المركزي ، أثقل تجاه القاعدة وأخف واحد أعلى (الشكل 6.10).

يستخدم الفلورو- كروم المسمى بروميد الإيثيديوم لتعزيز التباين حيث أن الفلوركروم خاص بالحمض النووي. وجد مسيلسون وستال أن الحمض النووي للجيل الأول كان هجينًا أو وسيطًا ( 15 شمالًا و 14 نونًا). استقر في محلول كلوريد السيزيوم على مستوى أعلى من الحمض النووي المسمى تماما من البكتيريا الأم ( 15 N 15 N). احتوى الجيل الثاني من البكتيريا بعد 40 دقيقة على نوعين من الحمض النووي ، 50 ٪ ضوء ( 14 N I4 N) و 50 ٪ وسيطة ( 15 N I4 N).

يحتوي الجيل الثالث من البكتيريا بعد 60 دقيقة على نوعين من الحمض النووي ، و 25٪ وسيط ( 15 N 14 N) و 75٪ ضوء ( 14 N 14 N) في نسبة 1: 3. احتوى الجيل الرابع بعد 80 دقيقة على 12.5٪ 15 N 14 N و 87.5٪ 14 N 14 N DNA في نسبة 1: 7.

هذه الملاحظة ممكنة فقط إذا تم فصل خيوط الدوبلكس المزدوجة في وقت التكرار والعمل كقالب لتجميع خيوط متكاملة جديدة من الحمض النووي ذات المستوى الطبيعي أو 14 نيوتن. هذا سينتج دعامتين مزدوجتين للحمض النووي مع خيط قديم واحد ( 15 ن) وحبل جديد واحد ( 14 ن).

أثناء تكوين الجيل الثاني ، يتم فصل 15 N و 14 N من الدنا المزدوج بشكل يعمل كقوالب بحيث يكون 50٪ من الدوبلكس الجديد في الحمض النووي يمتلك فقط السلالتين العادية أو l4 N بينما 50٪ أخرى تحتوي على كل من 15 N و 14 N strands (Figs) 6.11 و 6.12). بهذه الطريقة في كل تكرار ، يتم حفظ واحد من الحمض النووي الوالد في الابنة في حين يتم توليف الثاني طازجة.