Hücre, iki yavru hücreye bölünmeden her bir yavru hücrenin bir kopya edilebilmesi için ana hücrenin tüm DNA’sı kopyalanmalıdır. Bir hücrenin DNA’sı organizmanın tüm genetik maddesini ve bunun nasıl kullanılacağıyla ilgili talimatları taşır.
DNA’nın yapısı, ters-paralel (ters yönlerde çalışan) nükleik asit diziliminden oluşan bir çift sarmaldır (ortak bir eksen etrafında spiral biçim) DNA molekülü merdiven gibi görülebilir. Merdivenin her bir ayağı bir DNA ipliği, basamaklar da bütün yapıyı bir arada tutan nükleotid bazları temsil eder. DNA’da, bir sicim üzerindeki nükleotidler daima çok istikrarlı bir biçimde bir eş ile eşleştirilir.
DNA iplikleri, tekrarlanan bir şeker (deoksiriboz) ve bir fosfattan oluşur.
Replikasyona Hazırlanma
DNA çift sarmalı çoğaltılmadan önce, tek sarmallar halinde ayrılmalıdır. Bu, bir pantolonun fermuarının açılmasına benzer. DNA molekülünde bir enzim olan helikaz, nükleotid çiftlerini bağlar ve ayırır, ipliğin birini eşinden kurtarır. Her ne kadar her iki iplik aynı anda çoğaltılıyorsa da, sadelik için iplikler ve replikasyonları (çoğaltma) ayrıca değerlendirilecektir.
Bu arada helikaz, bazların birbirine bağlı olduğu bir DNA segmentinin merkezinde bulunan hidrojen bağını parçalar. Bu yer, bazların bağlanabilmesi için bazların ortaya çıkmasını sağlar. Adenin her zaman timine guanin de her zaman sitozine bağlanır. Bunu artık ezberlemişsinizdir herhalde 🙂
İplikler çözüldükten sonra artık çift sarmal şeklini almamaktadır. Bunlar doğrusal nükleotid dizileridir.
Öncü İplik Replikasyonu
DNA’nın “tamamlayıcı” ipliği olarak adlandırılan şey, genetik kodun (kodlayıcı iplik) “karşıt” ortağıdır. Fakat bu, bir yavru hücreye yeni bir çift sarmal üretmek için bir şablon olarak kullanılır. Her bir ipliği bir şablon olarak kullanarak, tüm yavru hücreler, yeni bir iplik ve ebeveynden miras kalan bir iplik içerir ve böylelikle yarı tekrarlayıcı bölünmenin temelini oluşturur.
Gecikmeli İplik Replikasyonu
Öncü iplik, sürekli uzun bir yeni iplik olarak sentezlenmesine rağmen şifreleme ipliğini şablon olarak kullanan diğer replikasyon işlemi daha karmaşıktır. Sürekli olarak çoğaltılmış bir iplik yerine, gecikmeli iplik kesintili parçalar halinde üretilir.
DNA helikazının çift sarmalı çözdüğü için tek bir yönde hareket ettiğini hatırlayın. Bu, önde gelen iplik replikasyonu için mükemmel bir sonuçtur çünkü yeni iplik, helikazın hareket ettiği yönde oluşturulabilir.
Bununla birlikte, diğer şablon için yeni iplik ters yönde üretilir. Bu, yeni gecikmeli ipliğin parçalı olarak oluşmasına neden olur. Tek sarmalı DNA’nın bir alanı açığa çıkar çıkmaz yeni bir ip üretiliyor olur. Fakat bu durumda, yeni iplik, helikazın DNA’yı çözdüğü yönün zıt yönünde oluşur. Böylece, helikaz yeni iplik segmentlerinin uzağında çözüleceği için yeni iplik ve helikaz arasında tek sarmallı bir DNA boşluğu olacaktır. Buna da Okazaki parçası adı verilir. Çözme ve çoğaltma işlemi, parçalar arasında boşlukların olduğu kesintili gecikmeli ipliğe kadar, bu şablonun uzunluğu boyunca Okazaki parçaları üretmeye devam eder.
Bu parçaların yeni, sürekli bir DNA ipliği oluşturmak için birbirine bağlanması gerekir. Bu parçaların uzun bir kesintisiz ipliğe yapıştırılması veya bağlanması, bitişik Okazaki parçaları arasındaki boşluk alanına bağlanan ve bunları birlikte komple bir iplik haline getiren ilk DNA polimerazın ve ardından DNA ligazın fonksiyonudur.