5.5:

5.5: Kromozom Replikasyonu

Name: Kromozom Replikasyonu
Uploaded: 2020-11-23T11:47:35+00:00
Duration: 2 min 31 s
Description: Bir hücre bölünmeden önce, DNA ve ilişkili histon ve histon olmayan proteinler de dahil olmak üzere tüm kromozomlarını doğru bir şekilde çoğaltmalıdır. Bu işlem, aynı anda bir hücren

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Chromosome Replication

Previous Video

5.4: Chromosome Structure

Next Video

5.6: The Nucleosome

8,589 Views

•

02:31 min

•

November 23, 2020

Bir hücre bölünmeden önce, DNA ve ilişkili histon ve histon olmayan proteinler de dahil olmak üzere tüm kromozomlarını doğru bir şekilde çoğaltmalıdır. Bu işlem, aynı anda bir hücrenin kromozomlarının her birinde hücre döngüsünün S fazı sırasında replikasyonun sayısız kökeninde başlar. Bazı nükleotitler replikasyonun kökenleri olarak hareket edebilir, ancak bu diziler özellikle karmaşık, çok hücreli, ökaryotik türlerde iyi tanımlanmamıştır. Bir replikasyon kökenini ve bitişik replikasyon çatallarının sonunda kaynaşacağı iki ilgili replikasyon terminalini kapsayan DNA'nın uzunluğuna bir replikon denir. DNA replikasyonu, kendi özel replikasyon sürecine sahip olan telomerlere ulaşana kadar, bir anda çok sayıda noktadan başlayarak ilerler. Bu noktada, hücre M fazındayken ve bölünmeye hazır olduğunda, hücrenin kromozomal kütlesi etkili bir şekilde iki katına çıkmıştır.

DNA replikasyonu ilerledikçe, yeni histon proteinleri sentezlenir ve yeni histon çekirdek parçacıkları oluşur. Histonlar kromozomun fiziksel yapısı için kritik olduğundan, bu proteinler DNA kadar kromozom işlevi için de önemlidir.

Replikasyonun Kökenleri

DNA replikasyonu, replikasyonun kökenleri olarak adlandırılan belirli nükleotid sekanslarında başlar. Bu alanlar DNA ayırma ve çoğaltma işlemini başlatan özel başlatıcı proteinlerle etkileşime girer. Bu dizileri tanımlamak ve ölçmek, özellikle karmaşık, çok hücreli, ökaryotik türlerde zor olduğu kanıtlanmıştır. Örneğin insan genomunun büyük boyutu, tüm kromozomlar boyunca on binlerce replikasyon kökenini gerektirecektir. Bununla birlikte, bu bölgeleri saymak zordur, çünkü belirli köken dizileri üzerinde net bir fikir birliği yoktur. Replikasyonun kökenlerinin nükleotid dizileri, çeşitli proteinler ve kromatin yapısının bir kombinasyonu ile tanımlanması muhtemeldir.

Histonların Replikasyonu

Histonlar, DNA'yı kromatine ve daha sonra kromozomlara paketlemekten sorumlu proteinlerdir. Bu nedenle, histonlar ökaryotik kromozomun fiziksel yapısı ve işlevi için kritik öneme sahiptir. Kromozom replikasyonu sırasında, yeni DNA'yı nükleozomlara paketlemek için yeni histonlar da sentezlenmelidir. Çoğaltma çatalı ileriye doğru hareket ettikçe, yeni ve eski histonlar kardeş hücreler üzerinde rastgele şekilde yeniden toplanır.

Transcript

Hücre döngüsünün S aşamasında, bir hücrenin kromozomlarının her birinde aynı anda çok sayıda replikasyon başlangıç noktasında, kromozom replikasyon süreci başlar. Replikasyon başlangıç noktası, DNA replikasyonunun başladığı yerlerde, başlangıç noktası tanıma kompleksi adı verilen özel başlatıcı proteinlerle etkileşime giren bir nükleotid dizisidir. Bu replikasyon başlangıç noktalarını tanımlamak zordur.

Örneğin, insan genomunun büyüklüğü göz önüne alındığında, tüm genomun kısa zamanda replikasyonu için tahminen on binlerce başlangıç noktası gerekli olacaktır. İnsanlarda, spesifik başlangıç noktası dizileri üzerinde net bir fikir birliğine ulaşılamamıştır. Bunun yerine, başlangıç noktalarının, nükleotid dizileri ve kromatin yapısının bir kombinasyonu ile tanımlanması muhtemeldir.

Bir replikasyonun başlangıç noktasını ve replikasyon çatallarının en sonunda birleştiği yerler olan iki replikasyon bitiş noktasını kapsayan DNA parçasına replikon denir. Bununla birlikte, replikasyon tüm replikonlarda aynı anda gerçekleşmez. Farklı hücre türlerinin, genellikle başlangıç noktası gruplarında, replikasyonun başlatılması için kendilerine özgü zamanlamaları vardır.

DNA replikasyonu, telomerlere ulaşana kadar kromozom boyunca bu şekilde ilerler;telomerler ise, bir ters transkriptaz olan telomeraz enziminin yer aldığı, özel bir replikasyon prosesine sahiptir. Hücre döngüsünün bu noktasında, hücre bölünmesinden veya M fazından hemen önce, bir hücre, kromozom kütlesini sonuç olarak ikiye katlamış olacaktır. DNA’ya ek olarak, histon proteinleri de ökaryotik kromozomun fiziksel yapısı ve işlevi için kritik öneme sahiptir.

Bu nedenle, kromozom replikasyonu sırasında histon sentezi, DNA replikasyonu ile aynı anda gerçekleşmelidir. Replikasyon çatalları, replikasyon başlangıç noktalarından dışarı doğru yayılırken, DNA’nın şablon zincirleriyle ilişkili nükleozomları bozarlar. Çeşitli çalışmalarda, yeni oluşan nükleozomların yalnızca sentezlenmiş histonlardan yapıldığına ve eski nükleozomların yeniden oluşturulduğuna dair güçlü kanıtlar elde edilmiştir.

Bundan sonra, yeni ve eski nükleozomlar, replikasyon çatalından sonra rastgele iki DNA zincirine dağıtılır.