डीएनए प्रतिकृति क्रियाविधि

डीएनए प्रतिकृति एक अर्ध-संरक्षी प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक कोशिका विभाजित होने से पहले अपने पूरे जीनोम की प्रतिलिपि बनाती है, ताकि प्रत्येक संतति कोशिका को एक पूर्ण और सटीक प्रतिलिपि प्राप्त हो। यह क्रियाविधि परिभाषित उद्गम स्थलों पर दोहरे हेलिक्स को खोलती है और गतिमान प्रतिकृति कांटों पर प्रत्येक पैतृक टेम्पलेट पर नई पूरक स्ट्रैंड्स का संश्लेषण करती है।

Definition

डीएनए प्रतिकृति जीनोम का एंजाइमी, अर्ध-संरक्षी दोहराव है जिसमें दोहरे हेलिक्स को उद्गम स्थलों पर खोला जाता है और प्रत्येक पैतृक स्ट्रैंड एक नई पूरक स्ट्रैंड के संश्लेषण के लिए टेम्पलेट का काम करती है, जिससे दो समान संतति डुप्लेक्स बनते हैं।

Scope

यह प्रविष्टि अर्ध-संरक्षी सिद्धांत, प्रतिकृति के उद्गम स्थलों पर आरंभ, प्रतिकृति कांटे की वास्तुकला और गति, अग्रणी- और पश्चगामी-स्ट्रैंड संश्लेषण के बीच अंतर, और एक रेप्लिसोम के रूप में एक साथ कार्य करने वाले कई प्रोटीनों के समन्वय को शामिल करती है। यह एक कार्यप्रणाली और क्रियाविधि संबंधी विषय है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन।

Key concepts

• अर्ध-संरक्षी प्रतिकृति
• प्रतिकृति का उद्गम
• प्रतिकृति कांटा
• हेलिकेस और खोलना
• अग्रणी और पश्चगामी स्ट्रैंड्स
• ओकाज़ाकी खंड
• प्राइमेज़ और आरएनए प्राइमर
• रेप्लिसोम समन्वय

Mechanisms

प्रतिकृति विशिष्ट उद्गम स्थलों पर शुरू होती है जहाँ आरंभिक प्रोटीन हेलिकेस को लोड करते हैं जो दोहरे हेलिक्स को खोलते हैं, जिससे दो प्रतिकृति कांटे बनते हैं जो विपरीत दिशाओं में चलते हैं। क्योंकि डीएनए पॉलीमरेज़ केवल 5'-से-3' दिशा में संश्लेषण करते हैं, दो समानांतर टेम्पलेट स्ट्रैंड्स को अलग-अलग तरीके से कॉपी किया जाता है: अग्रणी स्ट्रैंड कांटे की ओर लगातार बनाई जाती है, जबकि पश्चगामी स्ट्रैंड को छोटे ओकाज़ाकी खंडों के रूप में असंतुलित रूप से बनाया जाता है जिन्हें बाद में जोड़ा जाता है। प्राइमेज़ संश्लेषण शुरू करने के लिए छोटे आरएनए प्राइमर डालता है, एकल-स्ट्रैंड बाइंडिंग प्रोटीन खुले हुए टेम्पलेट को स्थिर करते हैं, टोपोआइसोमेरेज़ कांटे के आगे के मरोड़ वाले तनाव को कम करते हैं, और एक स्लाइडिंग क्लैंप और क्लैंप लोडर पॉलीमरेज़ को प्रक्रियात्मक बनाए रखते हैं। इन गतिविधियों को एक समन्वित मल्टीप्रोटीन रेप्लिसोम में व्यवस्थित किया जाता है जिसका मूल तर्क बैक्टीरिया, आर्किया और यूकेरियोट्स में संरक्षित है। वाटसन और क्रिक द्वारा अनुमानित अर्ध-संरक्षी प्रकृति की पुष्टि मेसेल्सन और स्टाहल द्वारा प्रयोगात्मक रूप से की गई थी।

Clinical relevance

प्रतिकृति क्रियाविधियाँ यह बताती हैं कि कोशिका विभाजन के दौरान जीनोम कैसे बनाए रखा जाता है और प्रतिकृति तनाव और त्रुटियाँ रोग में जीनोम अस्थिरता से कैसे संबंधित हैं। यह प्रविष्टि संदर्भ के लिए क्रियाविधि का वर्णन करती है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

History

अर्ध-संरक्षी मॉडल सीधे 1953 की दोहरे-हेलिक्स संरचना से निकला और 1958 के मेसेल्सन-स्टाहल घनत्व-लेबलिंग प्रयोग द्वारा इसकी पुष्टि की गई। बाद के काम ने उद्गम पहचान, फोर्क एंजाइमोलॉजी और असंतुलित पश्चगामी-स्ट्रैंड संश्लेषण का विश्लेषण किया, और आधुनिक समीक्षाएँ इन्हें जीवन के तीनों डोमेन में फैले एक संरक्षित रेप्लिसोम ढांचे में एकीकृत करती हैं।

Key figures

• Matthew Meselson
• Franklin Stahl
• Arthur Kornberg
• Reiji Okazaki
• Bruce Stillman

Seminal works

• watson-crick-1953
• meselson-stahl-1958
• odonnell-2013

Frequently asked questions

एक नई स्ट्रैंड लगातार क्यों बनती है और दूसरी खंडों में क्यों बनती है?

डीएनए पॉलीमरेज़ एक स्ट्रैंड को केवल 5'-से-3' दिशा में बढ़ाते हैं। समानांतर टेम्पलेट पर, यह अग्रणी स्ट्रैंड पर निरंतर संश्लेषण की अनुमति देता है लेकिन पश्चगामी स्ट्रैंड को छोटे ओकाज़ाकी खंडों के रूप में बनाने के लिए मजबूर करता है जिन्हें बाद में एक साथ जोड़ा जाता है।

प्रतिकृति उद्गम क्या है?

एक उद्गम जीनोम पर एक परिभाषित स्थल है जहाँ हेलिक्स को पहली बार खोला जाता है और प्रतिकृति शुरू होती है; प्रत्येक उद्गम से, कांटे आसपास के डीएनए की प्रतिलिपि बनाने के लिए बाहर की ओर बढ़ते हैं।