Ökaryotlarda DNA ikileşmesi

Vikipedi, özgür ansiklopedi

DNA ikileşmesi

Ökaryotlarda DNA ikileşmesi, oldukça karmaşık bir işlem olup, DNA sentezindeki bazı faktörlerin nasıl işlediği hala tam olarak çözümlenememiştir.

Ökaryotik hücrelerin de DNA sentezi prokaryotlardakine benzer ancak daha karmaşıktır. Her iki sistemde de DNA ikili sarmalı "replikasyon orjini"nden açılarak iki "ikileşme çatalı" meydana gelir. DNA polimerazın yönlendirdiği sentez, kesintisiz zincirde ve kesintili zincirde çift yönlü olarak devam eder.

Prokaryotlardan en önemli fark olarak, ökaryotlada birçok "replikasyon orjini" ve sentezi yönlendiren daha farklı DNA Polimerazlar bulunmasıdır. Bunun nedenleri şöyle açıklanır:

Ökaryotlarda, prokaryotlara göre daha fazla gen vardır.
Ökaryotik polimerazın saniyede 50 nükleotit olan okuma hızı, prokaryotik polimeraza göre 20 kat yavaştır.

J.H. Taylor, P.Woods ve W.Hughes; 1957'de ökaryotlarda da replikasyonun yarı-saklı olduğunu gösteren kanıtı sunmuşlardır. Vicia faba (bakla) bitkisinin kök uçlarıyla yaptıkları deneyde DNA'yı ³H-timidin ile işaretleyip, otoradyografisini çekmişler ve replikasyonu izlemeyi başarmışlardır. Buradaki replikasyonun da yarı-saklı olduğunu kanıtlamışlardır.

Çoklu replikasyon orjini ile ilk bulguların çoğu bir maya olan Saccharomyces cerevisiae'den elde edilmiştir. Mayadan elde edilen bu repliksyon orjinlerine "özerk replike olan diziler" (ARS) denir. Hücre döngüsünün G1 fazı sırasında bütün ARS dizilerine bazı protein grupları bağlanır ve "orjin tanıma kompleksi" (ORC) meydana gelir. Bu tanıma kompleksleri G1 fazında oluştuğu ve S fazından önce sentez başlamadığı için, sentezin gerçek başlama sinyalinde yer alan daha başka pronteinler de bulunmaktadır. Bu proteinlerin en önemlileri özgül kinazlardır. Kinazlar, hücre döngüsünün ayrılmaz bir parçası olan fosforilasyonun kilit enzimleridir. Kinazlar, ORC'ye bağlandıklarında, DNA polimerazın bağlanmasına açık olan bir "ön tanıma kompleksi" (pre-RC) oluşur. pre-RC'ye bağlanacak DNA polimerazlar, ökaryotik replikasyonun en karmaşık yönüdür. Buna göre, 6 farklı tipte DNA polimeraz formu saflaştırılıp, çalışılmıştır:

Polimeraz α (alfa), β (beta), γ (gamma), δ (delta), ε (epsilon) ve ζ (zeta) (bkz. DNA polimeraz)

Ökaryotlarda doğrusal kromozom uçlarının (telomerler) replikasyonda ortaya çıkan özel sorun, RNA içeren özgün bir enzim olan telomeraz enzimiyle çözülür.

Genetik moleküller arasındaki rekombinasyon, DNA zincirlerini kesen, tekrar sıraya koyan ve tekrar birleştiren bir dizi enzim varlığına dayanır. Gen dönüşümü olayı, bu değiş-tokuşlar sırasında yanlış eşleşme onarımı ile gerçekleştirilen sentez ile en iyi şekilde açıklanabilir.