Famerenana ADN amin'ny Fizarana Sela
Ny famerenana ADN dia ny dingan'ny famerenana ny fitaovana fototarazo ao anatin'ny sela iray alohan'ny hisarahany. Fototra amin'ny fahaveloman'ny zavamananaina ity dingana ity, satria miantoka fa ny sela zanakavavy tsirairay dia mahazo dika mitovy amin'ny fampahalalana fototarazo mitovy amin'ny sela ray aman-dreny. Raha tsy misy famerenana ADN marina, ny fizarazaran'ny sela - na ho an'ny fitomboana, fanamboarana sela, na fananahana - dia hiteraka sela tsy feno na simba ny fampahalalana fototarazo. Noho izany, ny famerenana ADN dia heverina ho iray amin'ireo dingana biolojika tena ilaina sy voafehy indrindra amin'ny tsingerin'ny fiainan'ny sela.
Ny anjara asan'ny famerenana ADN ao amin'ny tsingerin'ny sela
Ny fizarazaran'ny sela ao amin'ny zavamananaina eukaryotic dia mitranga amin'ny alàlan'ny tsingerin'ny sela, izay ahitana ny interphase sy ny fizarana (mitosis na meiosis). Ny interphase mihitsy dia mizara ho G1 (fitomboana), S (fananganana ADN), ary G2 (fiomanana amin'ny fizarana). Ny famerenana ADN dia mitranga amin'ny dingana S, rehefa mandika ny krômôzôma rehetra ny sela. Rehefa vita io dingana io, ny krômôzôma tsirairay dia tsy molekiola ADN tokana intsony fa misy chromatida anabavy roa mitovy izay mbola miraikitra amin'ny centromere. Io toetry ny "kopia roa" io dia ahafahana mizara mitovy ny fitaovana génétika mandritra ny mitosis na meiosis.
Ao amin'ny mitosis, ny vokatra farany dia sela zanakavavy roa mitovy fototarazo. Ao amin'ny meiosis, ny tanjona dia ny hamokatra sela firaisana ara-nofo (gametes) miaraka amin'ny antsasaky ny isan'ny chromosome. Noho izany, ny famerenana ADN dia mitranga indray mandeha alohan'ny meiosis I, arahin'ny fizarana roa mifanesy. Ny fahamarinan'ny famerenana ADN dia tena ilaina amin'ny tranga roa, satria ny lesoka dia mety hitarika fiovan'ny fototarazo, tsy fetezan'ny chromosome, na tsy fahombiazan'ny fivoarana mihitsy aza.
Rafitra ADN sy Fitsipika Fototry ny Famerenana
Ny ADN dia voaforon'ny kofehy roa (helix roa sosona) izay mifamatotra amin'ny alalan'ny fifamatorana hidrôzenina eo amin'ny fotony azota: ny adenine (A) dia mifamatotra amin'ny thymine (T), raha ny guanine (G) kosa dia mifamatotra amin'ny cytosine (C). Ity filaharan'ny fotony ity dia mitahiry fampahalalana momba ny fototarazo. Mandritra ny famerenana, dia misaraka ireo kofehy ADN roa, samy miasa ho toy ny môdely ho an'ny fiforonan'ny kofehy vaovao mifameno. Io fitsipika io dia fantatra amin'ny hoe fifamatorana fotony mifameno.
Ny famerenana ADN dia semi-conservative, midika izany fa ny molekiola ADN tsirairay izay averina dia misy kofehy taloha (ray aman-dreny) iray sy kofehy vaovao iray. Ny foto-kevitry ny semi-conservative dia naseho tamin'ny alàlan'ny fanandramana mahazatra nataon'i Meselson sy Stahl tamin'ny 1958, izay naneho fa ny sela dia mampiasa ny kofehy taloha ho mpitari-dalana mba hijanonan'ny valiny ho mahatoky amin'ny filaharan'ny ADN tany am-boalohany.
Dingana Lehibe amin'ny Famerenana ADN
Amin'ny ankapobeny, ny famerenana ny ADN dia azo zaraina ho dingana telo: ny fanombohana, ny fanalavana ary ny famaranana. Na dia toa tsotra aza, ny dingana tsirairay dia misy anzima isan-karazany sy proteinina mpanohana.
1. Fanombohana: Fanombohan'ny famerenana eo amin'ny teboka niaviana
Manomboka amin'ny toerana manokana ao amin'ny ADN antsoina hoe fiandohan'ny famerenana (ori) ny famerenana. Ao amin'ny zavamananaina prokaryotika, mazàna dia misy ori iray ihany amin'ny krômôzôma boribory. Ao amin'ny eukaryota, noho ny genome lehibe kokoa, dia misy oris maromaro amin'ny krômôzôma tsirairay mba ahafahana mamerina haingana kokoa.
Amin'ity dingana ity, ny anzima helikase dia mamaha ny helikase roa sosona amin'ny alàlan'ny fanapahana ny fatoran'ny hidrôzenina eo amin'ny fotony, ka mamorona rafitra antsoina hoe fork replication. Ny fisarahan'ny kofehin'ny ADN dia miteraka fihenjanana torsional ao amin'ny ADN tsy voafatotra, ka ny anzima topoisomerase dia manampy amin'ny fanamaivanana io fihenjanana io mba hisorohana ny ADN tsy hifamatotra na ho tapaka.
Mba hisorohana ny fihaonan'ireo kofehin'ny ADN tsy mifamatotra indray, dia miraikitra amin'ireo kofehin-javatra tokana ireo proteinina mampifamatotra kofehin-tokana (SSB) ary mitazona azy ireo ho marin-toerana mandritra ny dingana.
2. Fanalavana: Fiforonan'ny kofehin'ny ADN vaovao
Ny dingana fanalavana dia ny fampidirana nokleotida mba hamoronana kofehy ADN vaovao. Ny anzima lehibe miasa eto dia ny ADN polymerase. Na izany aza, ny ADN polymerase dia tsy afaka manomboka ny fananganana hatrany am-boalohany; mitaky "teboka fanombohana" amin'ny endrika primer izy io. Ity primer ity dia noforonin'ny anzima primase, sombin-ARN fohy izay manome tendrony 3'-OH ho toy ny teboka fanombohana ny fanampiana nokleotida.
Ny ADN polymerase dia manampy nukleotida amin'ny lalana 5' ka hatramin'ny 3' ihany. Satria ny kofehin'ny ADN roa dia mihazakazaka amin'ny lalana mifanohitra (antiparallel), ny famokarana dia mandeha amin'ny fomba samihafa amin'ny kofehin'ny ADN tsirairay:
– Ny kofehy mitarika dia amboarina tsy tapaka manaraka ny fihetsiky ny fork replication.
– Ny kofehy mihemotra dia amboarina tsy mitohy lavitry ny fork replication, ka mamorona sombin-tsoratra fohy antsoina hoe sombin-tsoratra Okazaki.
Rehefa miforona ireo sombin-javatra Okazaki dia tsy maintsy esorina ny RNA primer ary soloina ADN. Ao amin'ny prokaryotes, ny ADN polymerase I dia manala ny primer ary manolo izany. Ao amin'ny eukaryotes, ity dingana ity dia misy ny RNase H sy ADN polymerase manokana. Avy eo ny ADN ligase dia mampiray ireo sombin-javatra mba hamorona kofehy mihemotra tanteraka.
3. Famaranana: Famaranana ny famerenana
Mitranga ny fiafarana rehefa mihaona ireo sampana famerenana na rehefa averina averina avokoa ny ADN rehetra. Ao amin'ny prokaryote, ny filaharan'ny fiafarana manokana dia manampy amin'ny fampijanonana ny famerenana. Ao amin'ny eukaryote, sarotra kokoa ny dingana satria mihetsika amin'ny lalana samihafa ireo sampana famerenana sy fiaviana maromaro mandra-pihaonany amin'ny farany.
Ny iray amin'ireo fanamby lehibe amin'ny eukaryotes dia ny famerenana ny tendron'ny krômôzôma lineary, fantatra amin'ny anarana hoe telomeres. Noho ny mekanisma ataon'ny ADN polymerase, ny tendron'ny ADN dia tsy afaka mamerina tanteraka ny tendron'ny ADN amin'ny kofehy mihemotra, ka mihafohy ny krômôzôma isaky ny mizara ny sela. Ny anzima telomerase dia manampy amin'ny fandresena io olana io amin'ny alàlan'ny fanampiana filaharana miverimberina amin'ny telomeres, indrindra amin'ny sela sasany toy ny sela mikraoba sy ny sela fototra sasany. Ny asan'ny telomerase tsy voafehy dia mifandray amin'ny fahafahana mizara tsy misy fiafarana amin'ny sela homamiadana maro.
Fahamarinan'ny fandikana sy ny fomba fanamboarana
Tsy maintsy tena marina tsara ny famerenana ADN satria na dia ny fahadisoana kely aza dia mety hisy fiantraikany lehibe amin'ny fiasan'ny proteinina sy ny fandrindrana ny fototarazo. Manana fahaiza-manamarina ny ADN polymerase, izay manamarina indroa ny nukleotida vao nampidirina. Raha hita fa misy mpivady fototra tsy mety, dia afaka manala izany amin'ny alàlan'ny asan'ny exonuclease ny ADN polymerase ary manolo izany amin'ny iray marina.
Ankoatra ny fanitsiana ny fototarazo, ny sela koa dia manana rafitra fanamboarana ADN aorian'ny famerenana ny fototarazo, toy ny fanamboarana tsy fitoviana, izay mamantatra ny lesoka amin'ny fototarazo izay tsy voamarika. Io fitambaran'ny mekanisma io dia miteraka tahan'ny lesoka amin'ny famerenana fototarazo ambany dia ambany, na dia mbola azo ampitaina amin'ny sela zanaka aza ny fiovan'ny fototarazo.
Ny famerenana ny ADN ho toy ny fanalahidin'ny fizarazarana sela mahomby
Mifamatotra akaiky ny famerenana ny ADN sy ny fizarazaran'ny sela. Raha tsy feno na simba ny famerenana, dia mazàna ny sela no mampijanona ny tsingerin'ny sela amin'ny alàlan'ny teboka fanamarinana mba hisorohana ny fizarazarana amin'ny ADN simba. Ireo teboka fanamarinana ireo dia miasa toy ny rafitra fanaraha-maso ny kalitao: ny sela dia avela hiditra amin'ny mitosis raha toa ka efa naverina tanteraka ny ADN-ny ary tsy misy fahasimbana lehibe.
Raha tsy mahomby na tsy arahina ireo fepetra fanamarinana, dia mety hizara miaraka amin'ny ADN tsy marin-toerana ny sela, ka miteraka tsy fifandanjan'ny krômôzôma, fiovan'ny fototarazo miangona, ary mampitombo ny mety hisian'ny homamiadana. Noho izany, ny fahatakarana ny famerenana ny ADN dia tsy vitan'ny hoe zava-dehibe amin'ny biolojia fototra fa ilaina ihany koa amin'ny fitsaboana, indrindra amin'ny fikarohana momba ny aretina fototarazo sy ny fampandrosoana ny fitsaboana homamiadana.
Famaranana
Ny famerenana ADN mandritra ny fizarazaran'ny sela dia dingana biolojika tena ilaina izay miantoka ny fandefasana marina ny fampahalalana ara-jenetika avy amin'ny taranaka sela iray mankany amin'ny manaraka. Mitranga mandritra ny dingana S amin'ny tsingerin'ny sela ity dingana ity ary misy fiaraha-miasan'ny anzima isan-karazany toy ny helicase, primase, DNA polymerase, ligase, ary proteinina mpanohana hafa. Amin'ny alàlan'ny mekanisma semiconservative, ny fananganana kofehy mitarika sy mihemotra, ary ny rafitra fanitsiana sy fanamboarana ADN, dia afaka mamerina ny ADN-ny amin'ny fahatokiana avo lenta ny sela. Ny fahatokiana ny famerenana ADN no mamaritra ny kalitaon'ny fizarazaran'ny sela sy ny fahamarinan'ny fototarazon'ny zavamananaina, ka ny fanelingelenana ity dingana ity dia mety hiteraka aretina ara-jenetika sy homamiadana. Ny fahatakarana ny famerenana ADN dia midika hoe fahatakarana ny iray amin'ireo fotokevitra fototra amin'ny fiainana mihitsy: ny fomba itazonan'ny sela sy ny fampitana ny maha-izy azy ara-jenetika.
