في علم الوراثة الجزيئي ، تنقسم عمليات تخليق البروتين والحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي إلى ثلاث مراحل لتسهيل الوصف: البدء والاستطالة والإنهاء. تصف هذه المراحل آليات مختلفة للجزيئات المركبة المختلفة ، ومع ذلك ، فإنها تعني دائمًا البداية ومسار العملية والنهاية. إنهاء النسخ المتماثل هو نهاية تخليق جزيئات الحمض النووي.
الدور البيولوجي للإنهاء
البدء والانتهاء هما الحدود الأولية والنهائية لنمو السلسلة المركبة ، والتي تتم في مرحلة الاستطالة. عادة ما يحدث إتمام العملية عندما تنتهي النفعية البيولوجية للتوليف الإضافي (على سبيل المثال ، في موقع نهاية النسخة المتماثلة أو النسخة). في الوقت نفسه ، يؤدي الإنهاء وظيفتين مهمتين:
- لا يسمح للتوليف بتجاوز قسم معين من سلسلة المصفوفة ؛
- يصدر المنتج الحيوي.
وهكذا ، على سبيل المثال ، في عملية النسخ (توليف RNA بناءً على قالب DNA) ، لا يسمح الإنهاء للعملية بعبور حدود جين أو مشغل معين. فيخلاف ذلك ، سيتم انتهاك المحتوى الدلالي للرسول RNA. في حالة تخليق الحمض النووي ، يحافظ الإنهاء على العملية داخل نسخة متماثلة واحدة.
إذن ، يعد الإنهاء إحدى آليات الحفاظ على العزلة والانتظام في التخليق الحيوي لأقسام مختلفة من جزيئات المصفوفة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إطلاق المنتج يسمح للأخير بأداء وظائفه ، ويعيد النظام أيضًا إلى حالته الأصلية (فصل مجمعات الإنزيم ، واستعادة الهيكل المكاني للمصفوفة ، وما إلى ذلك).
ما هو إنهاء تركيب الحمض النووي
يحدث تخليق الحمض النووي أثناء النسخ المتماثل ، وهي عملية مضاعفة المادة الجينية في الخلية. في هذه الحالة ، يتم فك الحمض النووي الأصلي ، ويعمل كل من سلاسله كقالب جديد (الابنة). نتيجة لذلك ، يتم تكوين جزيئين من الحمض النووي الكامل بدلاً من الحلزون المزدوج الذي تقطعت به السبل. يحدث إنهاء (نهاية) هذه العملية في بدائيات النوى وحقيقيات النوى بشكل مختلف بسبب بعض الاختلافات في آليات تكاثر الكروموسوم والنووية للخلايا الخالية من الأسلحة النووية.
كيف يعمل النسخ المتماثل
مجموعة كاملة من البروتينات تشارك في النسخ المتماثل. يتم تنفيذ الوظيفة الرئيسية بواسطة إنزيم التوليف ، DNA polymerase ، الذي يحفز تكوين روابط phosphodiester بين نيوكليوتيدات سلسلة النمو (يتم اختيار الأخير وفقًا لمبدأ التكامل). لبدء العمل ، يتطلب DNA polymerase برايمر - تمهيدي يتم تصنيعه بواسطة DNA primase.
هذا الحدث يسبقه تفكك الحمض النووي وفصل سلاسله ،كل منها بمثابة مصفوفة للتوليف. نظرًا لأن الأخير يمكن أن يحدث فقط من النهاية 5 'إلى 3' ، يصبح أحد الخيطين رائدًا (يستمر التوليف في الاتجاه الأمامي وبشكل مستمر) ، ويصبح الشريط الآخر متخلفًا (يتم تنفيذ العملية في الاتجاه المعاكس ومجزأة). يتم إصلاح الفجوة بين الأجزاء لاحقًا بواسطة DNA ligase.
يتم تفكيك اللولب المزدوج بواسطة إنزيم DNA هيليكاز. تشكل هذه العملية بنية على شكل Y تسمى شوكة النسخ المتماثل. يتم تثبيت المناطق المفردة التي تقطعت بهم السبل الناتجة عن طريق ما يسمى ببروتينات SSB.
الإنهاء هو توقف تخليق الحمض النووي ، والذي يحدث إما نتيجة اجتماع شوكات النسخ المتماثل ، أو عند الوصول إلى نهاية الكروموسوم.
آلية الإنهاء في بدائيات النوى
يحدث اكتمال النسخ المتماثل في بدائيات النوى عند النقطة المناسبة في الجينوم (موقع الإنهاء) ويتم تحديده بواسطة عاملين:
- اجتماع شوكة النسخ المتماثل ؛
- مواقع ثالثية.
يحدث التقاء الشوكات إذا كان لجزيء الحمض النووي شكل دائري مغلق ، وهو ما يميز معظم بدائيات النوى. نتيجة للتوليف المستمر ، يتم توصيل طرفي 3 'و 5' لكل سلسلة. بالنسبة للنسخ المتماثل أحادي الاتجاه ، تكون نقطة المطابقة هي نفسها الموقع الأصلي (OriC). في هذه الحالة ، فإن السلسلة المركبة ، كما كانت ، تدور حول جزيء الحلقة ، وتعود إلى نقطة البداية وتلتقي بالنهاية 5'-الخاصة بها. مع النسخ المتماثل ثنائي الاتجاه (يستمر التوليف في وقت واحد في اتجاهين من نقطة OriC) ، الاجتماعالشوكات وربط النهايات يحدث في منتصف جزيء الحلقة
يتم تنفيذ اقتران الحلقات بواسطة DNA ligase. هذا يشكل هيكل يسمى الكاتيكان. من خلال إدخال كسر خيط واحد ، يكسر DNA gyrase الحلقات وتكتمل عملية النسخ.
مواقع Ter تشارك أيضًا في النسخ المتماثل. توجد 100 زوج أساسي خارج نقطة التقاء الشوكات. تحتوي هذه المناطق على تسلسل قصير (23 نقطة أساس) يرتبط به منتج البروتين الخاص بجين tus ، مما يمنع المزيد من التقدم في شوكة النسخ المتماثل.
إنهاء النسخ المتماثل في الخلية حقيقية النواة
واللحظة الأخيرة. في حقيقيات النوى ، يحتوي كروموسوم واحد على عدة نقاط لبدء النسخ المتماثل ، ويحدث الإنهاء في حالتين:
- عندما تصطدم الشوكات المتحركة في اتجاهين متعاكسين ؛
- إذا تم الوصول إلى نهاية الكروموسوم
في نهاية العملية ، ترتبط جزيئات الحمض النووي المنفصلة ببروتينات الكروموسومات ويتم توزيعها بشكل منظم بين الخلايا الوليدة.
