ในอณูพันธุศาสตร์ กระบวนการของการสังเคราะห์ DNA, RNA และการสังเคราะห์โปรตีนแบ่งออกเป็นสามขั้นตอนเพื่อความสะดวกในการอธิบาย: การเริ่มต้น การยืดตัว และการสิ้นสุด ขั้นตอนเหล่านี้อธิบายกลไกต่างๆ สำหรับโมเลกุลสังเคราะห์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม หมายถึงจุดเริ่มต้น เส้นทางของกระบวนการ และจุดสิ้นสุดเสมอ การยกเลิกการจำลองแบบเป็นจุดสิ้นสุดของการสังเคราะห์โมเลกุลดีเอ็นเอ
บทบาททางชีวภาพของการเลิกจ้าง
การเริ่มต้นและการสิ้นสุดเป็นขอบเขตเริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของการเติบโตของห่วงโซ่สังเคราะห์ ซึ่งดำเนินการในขั้นตอนของการยืดตัว ความสมบูรณ์ของกระบวนการมักจะเกิดขึ้นเมื่อความได้เปรียบทางชีวภาพของการสังเคราะห์เพิ่มเติมสิ้นสุดลง (ตัวอย่างเช่น ที่จุดสิ้นสุดของการจำลองหรือถอดรหัส) ในเวลาเดียวกัน การสิ้นสุดจะทำหน้าที่สำคัญ 2 อย่าง:
- ไม่อนุญาตให้การสังเคราะห์เกินกว่าส่วนเฉพาะของห่วงโซ่เมทริกซ์
- เผยแพร่ผลิตภัณฑ์สังเคราะห์ทางชีวภาพ
เช่น ในกระบวนการถอดความ (การสังเคราะห์ RNA ตามแม่แบบ DNA) การสิ้นสุดจะไม่อนุญาตให้กระบวนการข้ามพรมแดนของยีนหรือโอเปอรอนเฉพาะ ที่มิฉะนั้น เนื้อหาเชิงความหมายของ RNA ของผู้ส่งสารจะถูกละเมิด ในกรณีของการสังเคราะห์ดีเอ็นเอ การยุติจะรักษากระบวนการไว้ภายในตัวจำลองเดียว
ดังนั้น การสิ้นสุดจึงเป็นหนึ่งในกลไกในการรักษาการแยกตัวและความเป็นระเบียบของการสังเคราะห์ทางชีวภาพของส่วนต่างๆ ของโมเลกุลเมทริกซ์ นอกจากนี้ การเปิดตัวผลิตภัณฑ์ช่วยให้หลังสามารถทำงานได้ และยังทำให้ระบบกลับสู่สถานะเดิม (การแยกตัวของคอมเพล็กซ์ของเอนไซม์ การฟื้นฟูโครงสร้างเชิงพื้นที่ของเมทริกซ์ ฯลฯ)
การสิ้นสุดของการสังเคราะห์ดีเอ็นเอคืออะไร
การสังเคราะห์ DNA เกิดขึ้นระหว่างการจำลองแบบ กระบวนการเพิ่มสารพันธุกรรมในเซลล์เป็นสองเท่า ในกรณีนี้ DNA ดั้งเดิมจะคลายออกและสายโซ่แต่ละอันทำหน้าที่เป็นแม่แบบสำหรับ (ลูกสาว) คนใหม่ ผลที่ได้คือ โมเลกุล DNA ที่เต็มเปี่ยมสองโมเลกุลถูกสร้างขึ้นแทนที่เกลียวคู่หนึ่งเกลียว การสิ้นสุด (สิ้นสุด) ของกระบวนการนี้ในโปรคาริโอตและยูคาริโอตเกิดขึ้นแตกต่างกันเนื่องจากความแตกต่างบางประการในกลไกของการจำลองแบบโครโมโซมและนิวเคลียสของเซลล์ที่ปราศจากนิวเคลียร์
การจำลองแบบทำงานอย่างไร
โปรตีนที่ซับซ้อนทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการจำลองแบบ หน้าที่หลักดำเนินการโดยเอนไซม์สังเคราะห์ DNA polymerase ซึ่งกระตุ้นการก่อตัวของพันธะฟอสโฟไดสเตอร์ระหว่างนิวคลีโอไทด์ของสายโซ่ที่กำลังเติบโต เพื่อเริ่มทำงาน DNA polymerase ต้องการไพรเมอร์ - ไพรเมอร์ที่สังเคราะห์โดย DNA primase
เหตุการณ์นี้นำหน้าด้วยการคลาย DNA และการแยกสายโซ่ออกจากกันซึ่งแต่ละอันทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์สำหรับการสังเคราะห์ เนื่องจากอันหลังสามารถเกิดขึ้นได้ตั้งแต่ปลาย 5' ถึง 3' เท่านั้น เกลียวหนึ่งจะกลายเป็นชั้นนำ (การสังเคราะห์ดำเนินไปในทิศทางไปข้างหน้าและต่อเนื่อง) และอีกเกลียวหนึ่งจะล้าหลัง (กระบวนการดำเนินการในทิศทางตรงกันข้ามและเป็นชิ้นเป็นอัน)). ต่อมาช่องว่างระหว่างชิ้นส่วนถูกซ่อมแซมโดย DNA ligase
การคลายเกลียวของเกลียวคู่นั้นดำเนินการโดยเอ็นไซม์ DNA เฮลิเคส กระบวนการนี้สร้างโครงสร้างรูปตัว Y ที่เรียกว่าส้อมจำลอง บริเวณที่เป็นเกลียวเดียวที่เกิดขึ้นจะมีเสถียรภาพโดยสิ่งที่เรียกว่าโปรตีน SSB
การสิ้นสุดคือการหยุดการสังเคราะห์ DNA ซึ่งเกิดขึ้นจากการรวมตัวของส้อมการจำลองหรือเมื่อถึงจุดสิ้นสุดของโครโมโซม
กลไกการเลิกจ้างในโปรคาริโอต
ความสมบูรณ์ของการจำลองแบบในโปรคาริโอตเกิดขึ้นที่จุดที่เหมาะสมในจีโนม (จุดสิ้นสุด) และถูกกำหนดโดยปัจจัยสองประการ:
- ประชุมแยกการจำลอง;
- ter-sites.
การชนกันของส้อมจะเกิดขึ้นถ้าโมเลกุล DNA มีรูปร่างเป็นวงกลมปิด ซึ่งเป็นลักษณะของโปรคาริโอตส่วนใหญ่ อันเป็นผลมาจากการสังเคราะห์อย่างต่อเนื่อง ปลาย 3' และ 5' ของแต่ละสายเชื่อมต่อกัน สำหรับการจำลองแบบทิศทางเดียว จุดจับคู่จะเหมือนกับตำแหน่งต้นทาง (OriC) ในกรณีนี้ สายใยสังเคราะห์ดังเช่นที่เคยเป็นมา จะเคลื่อนที่ไปรอบโมเลกุลของวงแหวน กลับไปยังจุดเริ่มต้นและพบกับปลาย 5' ของตัวมันเอง ด้วยการจำลองแบบสองทิศทาง (การสังเคราะห์ดำเนินไปพร้อมกันในสองทิศทางจากจุด OriC) การประชุมส้อมและปลายเชื่อมต่ออยู่ตรงกลางโมเลกุลของวงแหวน
การประกบวงแหวนโดย DNA ligase ทำให้เกิดโครงสร้างที่เรียกว่า cathekan ด้วยการแนะนำการแยกเกลียวเดี่ยว DNA gyrase จะทำลายวงแหวนและกระบวนการจำลองแบบเสร็จสมบูรณ์
Ter-sites ก็มีส่วนร่วมในการจำลองเช่นกัน พวกมันอยู่ 100 คู่เบสเกินจุดที่ส้อมมาบรรจบกัน บริเวณเหล่านี้มีลำดับสั้น ๆ (23 bp) ซึ่งผลิตภัณฑ์โปรตีนของยีน tus ผูกมัด ขัดขวางความก้าวหน้าต่อไปของส้อมการจำลองแบบ
หยุดการจำลองแบบในเซลล์ยูคาริโอต
และนาทีสุดท้าย. ในยูคาริโอต โครโมโซมหนึ่งโครโมโซมประกอบด้วยจุดเริ่มต้นของการจำลองแบบหลายจุด และการสิ้นสุดจะเกิดขึ้นในสองกรณี:
- เมื่อส้อมเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม
- ถ้าถึงจุดสิ้นสุดของโครโมโซม
เมื่อสิ้นสุดกระบวนการ โมเลกุลดีเอ็นเอที่แยกจากกันจะจับกับโปรตีนโครโมโซมและกระจายไปตามเซลล์ลูกสาวอย่างเป็นระเบียบ