डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत
एक कोशिका विभाजित होने से पहले अपने पूरे जीनोम की उल्लेखनीय सटीकता के साथ प्रतिलिपि बनाती है, और मरम्मत प्रणालियों का एक नेटवर्क लगातार उन क्षति और त्रुटियों को ठीक करता है जो अन्यथा वंशानुगत अनुक्रम को दूषित कर सकती हैं।
Definition
डीएनए प्रतिकृति जीनोम की अर्ध-संरक्षी प्रतिलिपि है जिसमें प्रत्येक पैतृक स्ट्रैंड एक नए पूरक स्ट्रैंड को टेम्पलेट करता है, और डीएनए मरम्मत एंजाइमी मार्गों का एक समूह है जो क्षति और प्रतिकृति त्रुटियों का पता लगाता है और उन्हें ठीक करता है।
Scope
यह विषय अर्ध-संरक्षी प्रतिकृति और मेसेल्सन-स्टाहल प्रयोग, इसके अग्रणी और पश्चगामी स्ट्रैंड्स और ओकाज़ाकी खंडों के साथ प्रतिकृति फोर्क, डीएनए पॉलीमरेज़, हेलिकेज़, प्राइमेज़ और लाइगेज़ की भूमिकाओं, प्रूफरीडिंग और संश्लेषण की निष्ठा, और बेमेल मरम्मत, बेस- और न्यूक्लियोटाइड-उत्सर्जन मरम्मत, और डबल-स्ट्रैंड-ब्रेक मरम्मत सहित प्रमुख मरम्मत मार्गों को शामिल करता है। यह बताता है कि अनुक्रम की प्रतिलिपि कैसे बनाई जाती है और संरक्षित कैसे किया जाता है; इन प्रणालियों के बावजूद अनुक्रम में परिवर्तन कैसे होता है, इसे उत्परिवर्तन के तहत कवर किया गया है।
Core questions
- मेसेल्सन-स्टाहल प्रयोग ने कैसे प्रदर्शित किया कि प्रतिकृति अर्ध-संरक्षी है?
- प्रतिकृति फोर्क पर दो स्ट्रैंड्स को अलग-अलग संश्लेषित क्यों किया जाना चाहिए?
- प्रूफरीडिंग और बेमेल मरम्मत जीनोम की बहुत कम त्रुटि दर को कैसे प्राप्त करते हैं?
- कौन से मरम्मत मार्ग किस प्रकार के डीएनए क्षति को संभालते हैं?
Key concepts
- अर्ध-संरक्षी प्रतिकृति और मेसेल्सन-स्टाहल प्रयोग
- प्रतिकृति फोर्क, अग्रणी और पश्चगामी स्ट्रैंड्स, ओकाज़ाकी खंड
- डीएनए पॉलीमरेज़, हेलिकेज़, प्राइमेज़ और लाइगेज़
- प्रूफरीडिंग और प्रतिकृति निष्ठा
- बेमेल, उत्सर्जन, और डबल-स्ट्रैंड-ब्रेक मरम्मत
Mechanisms
हेलिकेज़ द्वैध को खोलता है, प्राइमेज़ आरएनए प्राइमर बिछाता है, और डीएनए पॉलीमरेज़ नए स्ट्रैंड्स को पांच-प्राइम से तीन-प्राइम तक बढ़ाता है, अग्रणी स्ट्रैंड पर लगातार और पश्चगामी स्ट्रैंड पर ओकाज़ाकी खंडों के रूप में जिन्हें बाद में लाइगेज़ द्वारा जोड़ा जाता है; पॉलीमरेज़ प्रूफरीडिंग और प्रतिकृति के बाद की बेमेल मरम्मत, रासायनिक और पराबैंगनी क्षति के लिए उत्सर्जन मार्गों के साथ मिलकर, उत्परिवर्तन दरों को अत्यंत कम रखती है।
Clinical relevance
डीएनए मरम्मत में दोष वंशानुगत विकारों और कैंसर की प्रवृत्ति का कारण बनते हैं, जैसे दोषपूर्ण न्यूक्लियोटाइड-उत्सर्जन मरम्मत से ज़ेरोडर्मा पिगमेंटोसम और बेमेल-मरम्मत की कमी से लिंच सिंड्रोम, जबकि प्रतिकृति एंजाइम प्रयोगशाला डीएनए प्रवर्धन का आधार हैं।
History
मेसेल्सन और स्टाहल ने 1958 में घनत्व-लेबल वाले डीएनए का उपयोग करके अर्ध-संरक्षी प्रतिकृति की पुष्टि की, कोर्नबर्ग ने पहला डीएनए पॉलीमरेज़ अलग किया, और 1960 के दशक के अंत में खोजे गए ओकाज़ाकी खंडों ने यह हल किया कि पश्चगामी स्ट्रैंड कैसे बनता है; मरम्मत मार्गों को अगले दशकों में जीवाणु और मानव आनुवंशिकी के माध्यम से उत्तरोत्तर मैप किया गया।
Key figures
- Matthew Meselson
- Franklin Stahl
- Arthur Kornberg
- Reiji Okazaki
Related topics
Seminal works
- meselsonStahl1958
Frequently asked questions
- ओकाज़ाकी खंड क्या हैं?
- वे डीएनए के छोटे खंड होते हैं जो पश्चगामी स्ट्रैंड पर असंतत रूप से संश्लेषित होते हैं क्योंकि वह स्ट्रैंड केवल फोर्क गति के विपरीत दिशा में ही बन सकता है; डीएनए लाइगेज़ नामक एक एंजाइम बाद में उन्हें एक सतत स्ट्रैंड में जोड़ता है।
- कोशिका प्रतिकृति को इतना सटीक कैसे रखती है?
- डीएनए पॉलीमरेज़ संश्लेषण करते समय प्रूफरीडिंग करते हैं, बेमेल न्यूक्लियोटाइड को हटाते हैं, और एक अलग बेमेल-मरम्मत प्रणाली बाद में नए बने डीएनए को स्कैन करती है, जिससे त्रुटि दर प्रति अरब बेस में लगभग एक गलती तक कम हो जाती है।