डीएनए प्रतिकृति: डीएनए प्रतिकृति, मरम्मत और पुनर्संयोजन पर नोट्स

डीएनए प्रतिकृति, मरम्मत और पुनर्संयोजन पर नोट्स!

डी एन ए की नकल:

अर्ध-रूढ़िवादी डीएनए प्रतिकृति:

डीएनए प्रतिकृति डीएनए का एक स्वतः पूर्ण कार्य है। यह आमतौर पर सेल चक्र के एस-चरण के दौरान होता है जब गुणसूत्र अत्यधिक विस्तारित रूप में होते हैं। वॉटसन और क्रिक द्वारा प्रस्तावित के अनुसार, डीएनए प्रतिकृति अर्ध-रूढ़िवादी है।

अर्ध-रूढ़िवादी प्रतिकृति में, दो किस्में एक-दूसरे से अलग हो जाएंगी, उनकी अखंडता बनाए रखेंगी और प्रत्येक को न्यूक्लियोटाइड्स के पूल से, इसके पूरक स्ट्रैंड को संश्लेषित करेगी। इसका परिणाम यह होगा, कि नव संश्लेषित अणु मूल अणु से दो में से एक स्ट्रैंड को ले जाएगा या संरक्षित करेगा और दूसरा स्ट्रैंड नव असेंबल होगा। यह साबित करने के लिए पर्याप्त सबूत हैं कि डबल फंसे हुए डीएनए वास्तव में अर्ध-रूढ़िवादी विधि द्वारा दोहराते हैं।

मेसल्सन एंड स्टाल का प्रयोग (1958):

इन श्रमिकों ने ¹⁵ एन आइसोटोप वाले एक माध्यम में एस्चेरिचिया कोलाई की खेती की। उसके बाद इन माध्यमों में कुछ पीढ़ियों के लिए दोहराया गया था कि इस डीएनए के दोनों किस्में प्यूरीन और पाइरिमाइन के घटक के रूप में ¹⁵ एन थे। जब ¹⁵ एन के साथ इन बैक्टीरिया को ¹⁴ एन युक्त संस्कृति माध्यम में स्थानांतरित किया गया था, तो यह पाया गया था कि बैक्टीरिया की ताजा पीढ़ी से अलग डीएनए एक के बाद दूसरे की तुलना में भारी होता है।

भारी स्ट्रैंड अभिभावक स्ट्रैंड का प्रतिनिधित्व करता है और लाइटर एक संस्कृति माध्यम से संश्लेषित नया है, इस प्रकार डीएनए प्रतिकृति की अर्ध-रूढ़िवादी विधि का संकेत है और डीएनए संश्लेषण और प्रतिकृति के दोनों रूढ़िवादी और फैलाने वाले मॉडल को छोड़कर।

रूढ़िवादी प्रतिकृति "हाइब्रिड" संविधान के साथ किसी भी डीएनए अणु का उत्पादन नहीं करेगी। यदि प्रतिकृति फैलाने वाले थे, तो प्रत्येक पीढ़ी के माध्यम से "प्रकाश की ओर भारी" से डीएनए की एक पारी होती।

बाद के अध्ययनों ने मेसल्सन और स्टाल के निष्कर्ष को सत्यापित किया है कि डीएनए प्रतिकृति अर्ध-रूढ़िवादी है और इसे उच्च पौधों और जानवरों सहित कई अन्य जीवों तक विस्तारित किया है।

केयर्न की आत्मकथात्मक प्रयोग:

उन्होंने रेडियोधर्मी थाइमिन या ट्राइएटिड थाइमिडीन का उपयोग किया। E.coli को कल्चरित थाइमिडीन वाले कल्चर माध्यम में विकसित करके बेटी डीएनए अणुओं में रेडियोधर्मिता को शामिल किया गया।

ऑटोरैडियोग्राफ़ में डुप्लिकेटिंग डीएनए अणु एक प्रतिकृति कांटा दिखाता है, जिस बिंदु पर दो श्रृंखलाएं चार हो जाती हैं। पहले प्रतिकृति के बाद, रेडियोधर्मिता को डीएनए के केवल एक स्ट्रैंड में समाहित होते देखा जाता है और दोनों ही प्रतिकृति दूसरी प्रतिकृति के बाद लेबल की जाती हैं। यह डीएनए प्रतिकृति के अर्ध-रूढ़िवादी तरीकों का समर्थन करता है।

विकियाफाबा रूट टिप्स (1957) में जेएच टेलर के प्रयोग भी डीएनए प्रतिकृति की अर्ध-रूढ़िवादी पद्धति की पुष्टि करते हैं।

मैं। असंतुलित डीएनए प्रतिकृति:

ओकाजाकी ने सुझाव दिया कि डीएनए संश्लेषण छोटे पृथक टुकड़ों के रूप में एक ही एंजाइम डीएनए पोलीमरेज़ का उपयोग करते हुए दोनों डीएनए किस्में पर एक साथ आगे बढ़ता है। इन खंडों को ओकाजाकी टुकड़ों के रूप में जाना जाता है और इसमें 1000-2000 न्यूक्लियोटाइड होते हैं। ये पोलिने न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के गठन को पूरा करने वाले एंजाइम पॉली न्यूक्लियोटाइड लिगेज द्वारा एक साथ जुड़ जाते हैं।

डीएनए का असंतुलित संश्लेषण ऑटो-रेडियोग्राफिक प्रयोग द्वारा समर्थित है।

ii। डीएनए के अप्रत्यक्ष और द्विदिश प्रतिकृति

अपने प्रयोगों से जे। केर्न्स ने निष्कर्ष निकाला कि डीएनए संश्लेषण गुणसूत्रों पर एक निश्चित बिंदु पर शुरू होता है और एक दिशा में आगे बढ़ता है, लेकिन हाल के प्रयोगों से द्विदिश प्रतिकृति का सुझाव मिलता है।

लेविथल और केर्न्स ने उत्तर दिया कि प्रतिकृति के दौरान, दो किस्में प्रतिकृति से पहले पूरी तरह से अलग नहीं होती हैं। इसके बजाय वे एक छोर पर अनज़िप करना शुरू करते हैं और साथ ही साथ अनजिप्ड सेगमेंट उनके न्यूक्लियोटाइड जोड़े को आकर्षित करने लगते हैं। इस तरह मूल डीएनए स्ट्रैंड्स का अनजिपिंग और फ्रेश डीएनए स्ट्रैंड्स का सिंथेसिस साथ-साथ चलता है।

डीएनए पोलीमरेज़:

डीएनए पोलीमरेज़ डीएनए प्रतिकृति का मुख्य एंजाइम है। 1956 में पहली बार कोर्नबर्ग द्वारा इसकी गतिविधि का प्रदर्शन किया गया था। यह डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड के सहसंयोजक परिवर्धन को प्राइक्सिंग के रूप में कहे जाने वाले एक न्यूक्लियोटाइड के 3ides-OH को उत्प्रेरित करता है।

डीएनए पोलीमरेज़ -1 एंजाइम को अब एक प्रतिकृति एंजाइम के बजाय एक डीएनए मरम्मत एंजाइम माना जाता है। इस एंजाइम को पांच सक्रिय साइट, अर्थात् टेम्पलेट साइट, प्राइमर साइट, 5 '-> 3 ea दरार या एक्सोन्यूक्लिज़ साइट, न्यूक्लियोसाइड ट्राइफॉस्फेट साइट और 3' -> 5 ′ दरार साइट (या 3 '-> 5 ′ एक्सोन्यूक्लिज़ साइट) के लिए जाना जाता है। )।

डीएनए पोलीमरेज़ I:

यह मुख्य रूप से ओकाज़ाकी या अग्रगामी टुकड़ों से आरएनए प्राइमरों को हटाने और इसकी 5 '-> 3 izing पोलीमराइजिंग क्षमता के कारण परिणामी अंतराल को भरने में शामिल है। डीएनए पोलीमरेज़ I एंजाइम यूवी-विकिरण के कारण उत्पन्न थाइमिन डिमर को निकाल सकता है और छांटने के कारण अंतर को भर सकता है। इसे इस एंजाइम का प्रूफ रीडिंग या एडिटिंग फंक्शन कहा जाता है।

डीएनए पोलीमरेज़- II:

यह एंजाइम अपनी गतिविधि में डीएनए पोलीमरेज़- I से मिलता जुलता है, लेकिन एक डीएनए मरम्मत एंजाइम है और मुक्त 3′-ओएच समूहों का उपयोग करके 5 '-> 3, दिशा में वृद्धि लाता है।

डीएनए पोलीमरेज़- III:

यह डीएनए प्रतिकृति में एक आवश्यक भूमिका निभाता है। यह एक बहुमूत्रीय एंजाइम या होलोनीजाइम है, जिसके दस उप-प्रकार होते हैं जैसे α, β, eric, eric, г, y, δ, eric ', x और eric। इन सभी दस सबयूनिट्स को इन विट्रो में डीएनए प्रतिकृति की आवश्यकता होती है; हालांकि, सभी अलग-अलग कार्य कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, α सबयूनिट में 3 '-> 5 ucl एक्सोन्यूक्लीज प्रूफरीडिंग या संपादन गतिविधि है। कोर एंजाइम में तीन सबयूनिट शामिल हैं- α, θ और θ। सात सबयूनिट शेष रहने से प्रक्रिया में वृद्धि होती है (प्रक्रियात्मकता का मतलब है कि कठोरता और दक्षता जिसके साथ डीएनए पोलीमरेज़ बढ़ती श्रृंखला का विस्तार करता है)।

यूकेरियोटिक डीएनए पोलीमरेज़:

Eukai yotes (जैसे, खमीर, चूहे जिगर, मानव ट्यूमर कोशिकाओं) में निम्नलिखित पाँच प्रकार के डीएनए पोलीमरेज़ पाए जाते हैं:

(i) डीएनए पोलीमरेज़ α:

इस अपेक्षाकृत उच्च आणविक भार एंजाइम को साइटोप्लाज्मिक पोलीमरेज़ या बड़े पोलीमरेज़ भी कहा जाता है। यह नाभिक और कोशिका द्रव्य दोनों में पाया जाता है।

(ii) डीएनए पोलीमरेज़ ase:

इस एंजाइम को परमाणु पोलीमरेज़ या छोटे पोलीमरेज़ भी कहा जाता है और केवल कशेरुकियों में पाया जाता है।

(iii) डीएनए पोलीमरेज़ y:

इस एंजाइम को माइटोकॉन्ड्रियल पोलीमरेज़ कहा जाता है और नाभिक में एन्कोड किया जाता है।

(iv) डीएनए पोलीमरेज़ ase:

यह एंजाइम स्तनधारी कोशिकाओं में पाया जाता है और डीएनए-संश्लेषण प्रक्रिया (पीसीएनए = प्रोलिफेरिंग सेल परमाणु प्रतिजन) के लिए पीसीएनए पर निर्भर है।

(v) डीएनए पोलीमरेज़ ase:

इसे पहले डीएनए पोलीमरेज़ 5II के रूप में जाना जाता था। यह एंजाइम पीसीएनए स्वतंत्र है और स्तनधारी हेला कोशिकाओं और नवोदित खमीर में होता है।

बड़े डीएनए पोलीमरेज़ एक प्रमुख डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम है, यूकेरियोटिक कोशिकाएं हैं और माना जाता है कि यह लंबे समय तक डीएनए प्रतिकृति में शामिल एकमात्र एंजाइम था। लेकिन अब एक और पोलीमरेज़, अर्थात् डीएनए पोलीमरेज़ 8 भी यूकेरियोटिक डीएनए प्रतिकृति में शामिल पाया जाता है।

डीएनए प्राइमरों:

ये एंजाइम आरएनए प्राइमरों के संश्लेषण को उत्प्रेरित करते हैं जो जीवों के विशाल बहुमत में डीएनए प्रतिकृति की दीक्षा के लिए एक शर्त है। वास्तविक डीएनए प्रतिकृति शुरू होने से पहले, आरएनए प्राइमरों या बस प्राइमरों नामक छोटे आरएनए ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड खंडों को डीएनए प्राइमेज एंजाइम द्वारा राइबोन्यूक्लोसाइड ट्राइफॉस्फेट का उपयोग करके संश्लेषित किया जाना है।

इस आरएनए प्राइमर को एक डीएनए स्ट्रैंड से एक विशेष आधार अनुक्रम की प्रतिलिपि बनाकर संश्लेषित किया जाता है और एक विशिष्ट आरएनए अणु से अलग होता है क्योंकि संश्लेषण के बाद प्राइमर डीएनए टेम्पलेट में हाइड्रोजन-बंधुआ रहता है।

प्राइमर यूकेरियोट्स में लगभग 10 न्यूक्लियोटाइड्स होते हैं और वे लैगिंग स्ट्रैंड पर अंतराल पर बने होते हैं जहां वे प्रत्येक ओकाजाकी टुकड़ा शुरू करने के लिए डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइम द्वारा बढ़े हुए होते हैं। ये आरएनए प्राइमर बाद में उत्सर्जित होते हैं और यूकेरियोट्स में डीएनए मरम्मत प्रणाली की मदद से डीएनए से भरे होते हैं।

बैक्टीरिया में, दो अलग-अलग एंजाइमों को प्राइमर आरएनए ऑलिगोन्यूक्लियोटाइड्स - आरएनए पोलीमरेज़ (अग्रणी स्ट्रैंड पर) और डीएनए प्राइमेज़ (लैगिंग स्ट्रैंड पर) को संश्लेषित करने के लिए जाना जाता है।

पॉली न्यूक्लियोटाइड लिगेज:

यह एंजाइम डीएनए प्रतिकृति और डीएनए मरम्मत दोनों में एक महत्वपूर्ण एंजाइम है। डीएनए लिगेज एक न्यूक्लियोटाइड के 5 ph-फॉस्फोरिल समूह और तत्काल पड़ोसी के 3-OH समूह के बीच डीएनए स्ट्रैंड में निक के पक्ष में फॉस्फोडाइस्टर लिंकेज के गठन को उत्प्रेरित करता है; इस प्रकार यह डीएनए स्ट्रैंड में निक्स को सील कर देता है।

endonucleases:

एंडोन्यूक्लियूज, विशेष रूप से प्रतिबंध एंडोन्यूक्लाइजेस, डीएनए प्रतिकृति के साथ-साथ डीएनए की मरम्मत के दौरान भी महत्वपूर्ण हैं। डीएनए प्रतिकृति के दौरान, एन्डॉन्क्लीज उत्पत्ति की शुरुआत करने के लिए मूल में एक निक पैदा कर सकता है या यह डीएनए अनडिंडिंग की सुविधा के लिए एक कुंडा उत्पन्न करने के लिए निक्स को प्रेरित कर सकता है।

डीएनए हेलिक्स के खुलने में शामिल एंजाइम:

डीएनए हेलीकाप्टर:

डीएनए हेलिकॉप्ट्स एटीपी-डिपेंडेंट अनइंडिंग एंजाइम हैं जो दो पैतृक किस्में को अलग करने को बढ़ावा देते हैं और प्रतिकृति कांटे स्थापित करते हैं जो उत्तरोत्तर रूप से मूल रूप में चले जाएंगे। एक प्रतिकृति कांटा पर टेम्पलेट डीएनए हेलिक्स की अनविंडेशन सिद्धांत रूप में दो डीएनए हेलीकाप्टरों द्वारा उत्प्रेरित की जा सकती है, कॉन्सर्ट में अभिनय, एक अग्रणी स्ट्रैंड के साथ और दूसरा लैगिंग स्ट्रैंड के साथ चल रहा है।

हेलिक्स-अस्थिर करने वाले स्ट्रैंड (जिसे सिंगल स्ट्रैंड डीएनए-बाइंडिंग प्रोटीन या एसएसबीपी भी कहा जाता है):

प्रतिकृति कांटा के पीछे, एसएसबी प्रोटीन की कार्रवाई से एकल डीएनए स्ट्रैंड्स को एक दूसरे के बारे में रिवाइंड करने से रोका जाता है (या प्रत्येक एक स्ट्रैंड में डबल-फंसे हेयर-पिन लूप्स)। एसएसबी प्रोटीन, बेस को कवर किए बिना डीएनए स्ट्रैंड्स को उजागर करने के लिए बाध्य करते हैं, जो कि, अस्थायी प्रक्रिया के लिए उपलब्ध रहते हैं।

टोपियोसोमेरेज़ेस (डीएनए गाइरेज़):

हेलिकॉप्टर की कार्रवाई प्रतिकृति फोर्क से आगे डुप्लेक्स डीएनए में एक सकारात्मक सुपरकोइल का परिचय देती है। टोपोइज़ोमिरेज़ेस नामक एंजाइम, क्षणिक रूप से सुपरकोइल डुप्लेक्स को संलग्न करके सुपरकोइल को आराम करते हैं, स्ट्रैंड्स में से एक को बाहर निकालते हैं और इसे अखंड स्ट्रैंड के माध्यम से घुमाते हैं। निक को फिर से निकाल दिया गया है।

एक प्रकार का टोपियोसोमेरेज़ (यानी, टोपोइज़ोमेरेज़ I) एकल-स्ट्रैंड ब्रेक या निक का कारण बनता है जो डीएनए हेलिक्स के दो वर्गों को निक के दोनों ओर स्वतंत्र रूप से एक दूसरे के सापेक्ष घूमने के लिए अनुमति देता है, निकॉन्ड के विपरीत स्ट्रैंड में फॉस्फोडिएस्टर बॉन्ड का उपयोग करता है। एक कुंडा बिंदु। एक दूसरे प्रकार का टोपोइज़ोमेरेज़ (यानी, टोपोइज़ोमेरेज़ II) एक ही समय में डीएनए हेलिक्स के दोनों किस्में के लिए सहसंयोजक बंधन बनाता है, जिससे हेलिक्स में क्षणिक डबल-स्ट्रैंड टूट जाता है।

Replicon:

एक प्रतिकृति डीएनए की इकाई है जिसमें प्रतिकृति के अलग-अलग कार्य होते हैं, अर्थात यह डीएनए प्रतिकृति डीएनए के अन्य खंडों से स्वतंत्र है। इसलिए, प्रत्येक प्रतिकृति में एक मूल होता है जिसमें प्रतिकृति शुरू की जाती है और इसमें एक टर्मिनस हो सकता है जिस पर प्रतिकृति बंद हो जाती है।

जीवाणु और विषाणु गुणसूत्रों में आमतौर पर एकल प्रतिकृति / गुणसूत्र होते हैं। हालांकि फेज टी में दो मूल, एक प्राथमिक और एक माध्यमिक है, लेकिन प्राथमिक मूल की उपस्थिति में माध्यमिक मूल, एक नियम के रूप में, गैर-संवैधानिक है। ई। कोलाई में उत्पत्ति के बिंदु की पहचान आनुवांशिक ठिकाने oriC के रूप में की जाती है।

एक पूर्ण प्रोकैरियोटिक उत्पत्ति निम्नलिखित तीन कार्यों का समर्थन करती है: (1) प्रतिकृति की दीक्षा, (2) दीक्षा की घटनाओं की आवृत्ति का नियंत्रण और (3) बेटी कोशिकाओं में प्रतिकृति गुणसूत्रों का अलगाव।

बैक्टीरिया, यीस्ट, क्लोरोप्लास्ट और माइटोकॉन्ड्रिया में उत्पत्ति की पहचान की गई है; उनकी महत्वपूर्ण सामान्य विशेषता यह है कि वे A: T से समृद्ध हैं जो प्रतिकृति के दौरान उतार-चढ़ाव में आसानी के लिए महत्वपूर्ण हो सकते हैं। जीवाणु मूल में कई अलग-अलग छोटे (<10 बीपी) साइट हैं जो इसके कार्य के लिए आवश्यक हैं; इन साइटों को कभी-कभी विशिष्ट दूरी द्वारा अलग किया जाता है लेकिन विशिष्ट अनुक्रमों द्वारा नहीं। डीएनए प्रतिकृति में शामिल विभिन्न प्रोटीनों के बंधन के लिए विशेष रूप से स्थित साइटों की आवश्यकता होती है।

कई प्रोकैरियोटिक प्रतिकृतियों में विशिष्ट साइटें होती हैं, जिन्हें टर्मिनस कहा जाता है, जो प्रतिकृति कांटा आंदोलन को रोकते हैं, और, डीएनए प्रतिकृति को समाप्त करते हैं। ई। कोली क्रोमोसोम में दो टर्मिनी होते हैं, जिन्हें टी ₁ और टी ₂ कहा जाता है, यह बिंदु के दोनों ओर लगभग 100 Kb स्थित होता है, जहां प्रतिकृति कांटे मिलते हैं। प्रत्येक टर्मिनस कांटा आंदोलन की एक दिशा के लिए विशिष्ट है।

टी ₁ और टी ₂ को इस तरह से व्यवस्थित किया गया है कि प्रत्येक कांटा को इसके लिए विशेष टर्मिनस तक पहुंचने के लिए दूसरे को पास करना होगा। प्रतिकृति समाप्ति के लिए टस जीन के उत्पाद की आवश्यकता होती है, जो संभवतः एक प्रोटीन के लिए कोड है जो टी, और टी _{2 को} पहचानता है।

यूकेरियोट्स में, प्रत्येक गुणसूत्र में कई प्रतिकृतियां होती हैं (जैसे, खमीर, 500; ड्रोसोफिला, 3, 500; माउस 25, 000; विकियाफाबा, 35, 000)। एस चरण के दौरान किसी भी बिंदु पर, इनमें से कुछ प्रतिकृतियां प्रतिकृति से गुजरती हैं; प्रत्येक प्रतिकृति एक विशिष्ट अनुक्रम में एक विशिष्ट समय पर सक्रिय होने लगती है। यूकेरियोटिक प्रतिकृतियों की लंबाई खमीर और ड्रोसोफिला में 40 Kb से लेकर विकिया में लगभग 300 Kb तक हो सकती है।

पता लगाने योग्य प्रतिकृतियों की संख्या विकासात्मक चरण और कोशिका या ऊतक प्रकार के साथ बदलती है। यह ऊतक विशिष्ट उत्पत्ति के आधार पर समझाया गया है ताकि कुछ उत्पत्ति कुछ ऊतकों में सक्रिय हों, जबकि अन्य कुछ अन्य ऊतकों में सक्रिय हों।

यह ड्रोसोफिला द्वारा उदाहरण दिया गया है, जहां प्रारंभिक भ्रूण कोशिकाओं में वयस्क दैहिक कोशिकाओं में उन लोगों की तुलना में 10 गुना अधिक प्रतिकृतियां होती हैं। उपलब्ध प्रमाण बताते हैं कि यूकेरियोटिक प्रतिकृतियों में टर्मिनी नहीं है।

प्रतिकृति की निष्ठा:

डीएनए प्रतिकृति की त्रुटि दर प्रतिलेखन की तुलना में बहुत कम है क्योंकि एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक आनुवंशिक संदेश के अर्थ को संरक्षित करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, ई। कोलाई में सहज उत्परिवर्तन दर प्रतिकृति के दौरान शामिल किए गए 10 ¹⁰ आधारों में से एक त्रुटि है।

यह मुख्य रूप से आधारों के मामूली टॉटोमेरिक रूपों की उपस्थिति के कारण है, जो बेस पेयरिंग गुणों को बदल चुके हैं। विभिन्न प्रकार के तंत्रों द्वारा त्रुटि दर को कम किया जाता है। डीएनए पोलीमरेज़ केवल एक आने वाले न्यूक्लियोटाइड को शामिल करेगा यदि यह अपनी सक्रिय साइट में टेम्पलेट न्यूक्लियोटाइड के साथ सही आधार जोड़ी बनाता है।

कभी-कभी त्रुटि का पता 3 '-> 5 polymer पॉलीमरेज़ के साथ जुड़े एक्सोन्यूक्लिज़ से लगाया जाता है। यह किसी भी आगे निगमन से पहले 3es-अंत से गलत न्यूक्लियोटाइड को हटा देता है, जिससे पोलीमरेज़ को सही आधार डालने की अनुमति मिलती है। सही ढंग से काम करने के लिए एक्सोन्यूक्लिज़ फैलाने के लिए, यह एक गलत आधार से एक सही आधार जोड़ी को भेद करने में सक्षम होना चाहिए।

डीएनए के नए शुरू हुए स्ट्रैग फ्रेगमेंट के बहुत ही 5 end-अंत में 'अनकॉचर्ड' बेस पेयर की बढ़ी हुई गतिशीलता का मतलब है कि वे कभी सही नहीं दिख सकते हैं और इसलिए प्रूफरीड नहीं किया जा सकता है। इसलिए, पहले कुछ न्यूक्लियोटाइड्स राइबोन्यूक्लियोटाइड्स (आरएनए) होते हैं ताकि बाद में उन्हें कम निष्ठा सामग्री के रूप में पहचाना जा सके और आसन्न टुकड़े से डीएनए लम्बी (और प्रूफरीड) से प्रतिस्थापित किया जा सके। गलत तरीके से प्रूफरीडिंग से बचने वाली गलतियाँ मरम्मत तंत्र द्वारा ठीक की जाती हैं।

प्रोकैरियोट्स में डीएनए प्रतिकृति का तंत्र:

इन विट्रो डीएनए प्रतिकृति में बड़े पैमाने पर E.coli और ई। कोलाई के चरणों और प्लास्मिडों में अध्ययन किया गया है। ई। कोलाई में, डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया में निम्नलिखित तीन मुख्य चरण शामिल हैं:

1. डीएनए प्रतिकृति की शुरूआत:

इस प्रक्रिया में तीन चरण शामिल हैं: (i) मूल की पहचान (O), (ii) डीएनए द्वैध का उद्घाटन एकल फंसे डीएनए का एक क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए, और (iii) Dna B प्रोटीन पर कब्जा (यानी, 5 ′ 3 ′ हेलिकॉप्टर) ; प्राइमेस के कार्यकर्ता के रूप में भी कार्य करता है)। इस प्रकार, ई-कोलाई के ओरी सी के Dna-A (या सर्जक प्रोटीन) ATP कॉम्प्लेक्स 9 बीपी उल्टे रिपीट क्षेत्रों (R, R, R _v R ₄ ) पर बांधता है और तीन के क्षेत्र में डीएनए द्वैध के उद्घाटन को बढ़ावा देता है। 13-बीपी अनुक्रम का दोहराव (13-मीटर कहा जाता है)।

उद्घाटन सही 13-मेर बाईं ओर से होता है और इसके लिए नकारात्मक रूप से सुपरकोल्ड डीएनए और एचयू या आईएचएफ सर्जक प्रोटीन की आवश्यकता होती है। Dna B (-हाइलेसिस) को एकल फंसे हुए डीएनए को उजागर करने के लिए स्थानांतरित किया जाता है और ए टीपी, एसएसबी प्रोटीन और डीएनए गाइरेस (एक टोपोइज़ोमेरेज़) की उपस्थिति में डीएनए की अनिच्छा का कारण बनता है।

इसके परिणामस्वरूप डीएनए डुप्लेक्स और ओरी सी से प्रतिकृति दोनों दिशाओं (द्विदिश) में आय होती है; एसएसबी बंधन एकल फंसे क्षेत्रों पर होता है और प्रत्येक स्ट्रैंड पर दो Dn B कॉम्प्लेक्स (= primosomes) लोड किए जाते हैं।

2. डीएनए श्रृंखला का बढ़ाव:

इस कदम के लिए निम्नलिखित एंजाइमों और कारकों की उपस्थिति की आवश्यकता होती है: 1. Dna B या हेलिकेज़ (जिसे मोबाइल प्रमोटर भी कहा जाता है); 2. प्राइमेज़ (डीएनए जी); 3. डीएनए पोलीमरेज़ होलोनीजाइम (या डीएनए पोल III HE); 4. एसएसबी प्रोटीन; 5. आरएनएएस एच जो आरएनए प्राइमरों को हटा देता है; 6. डीएनए पोलीमरेज़ I जिसका उपयोग आरएनए प्राइमरों और 7. डीएनए लिगेज़ (जो प्राइमरलेस ओकाज़की अंशों को निरंतर स्ट्रैंड में परिवर्तित करता है) के कारण बनी खाई को भरने के लिए किया जाता है। बढ़ाव संक्रमण के लिए दीक्षा के दौरान, निम्नलिखित घटनाएं होती हैं:

(i) हेलीकॉप्टर (या Dna B) 5 3 -> 3, दिशा में यात्रा करता है, यह डीएनए द्वैध को खोलकर एक प्रतिकृति कांटा उत्पन्न करता है।

(ii) हैलीकॉप्टर स्ट्रैस वाले हेलीकॉप्टर लैगिंग स्ट्रैंड बन जाते हैं। डीएनए प्राइमेज़ Dna B हेलिकेज़ के साथ जुड़ता है, प्राइमोसोम का निर्माण करता है जो कई प्राइमरों को लेगिंग स्ट्रैंड के लिए और एकल आरएनए प्राइमर को प्रमुख स्ट्रैंड के लिए संश्लेषित करता है।

(iii) लैगिंग स्ट्रैंड के संश्लेषण के लिए, डीएनए पोल III HE को उसी स्ट्रैंड पर काम करना होता है, जहां Dna B हेलीकॉप्टर बंधे होते हैं, लेकिन यह विपरीत दिशा में यात्रा करता है।

(iii) DnaB हेलीकॉप्टर, Dna Gprimase और डीएनए पोल III FIE एक साथ मिलकर काम करते हैं। हेलिकेज़ और डीएनए पोलीमरेज़ असेंबली जुलूस रहती है, यानी, वे कांटे से कसकर बंधे रहते हैं और प्रतिक्रिया के दौरान बंधे रहते हैं।

लैगिंग और अग्रणी किस्में का संश्लेषण (- बढ़ाव) कुछ अलग तरीकों से होता है; यह अग्रणी स्ट्रैंड की तुलना में लैगिंग स्ट्रैंड के लिए कहीं अधिक जटिल है:

(ए) लैगिंग स्ट्रैंड पर असंतोषजनक संश्लेषण:

1. प्राइमेज़ को समाधान से लिया जाता है और लैगिंग स्ट्रैंड पर आरएनए प्राइमर (10 से 20 एनटी या न्यूक्लियोटाइड्स लंबे) को संश्लेषित करने के लिए हेलिकेज़ (डीएनएबी) द्वारा सक्रिय किया जाता है।

2. आरएनए प्राइमरों को लैगिंग स्ट्रैंड पर डीएनए पोल III एचई द्वारा मान्यता प्राप्त है और अग्रदूत या ओकाजाकी टुकड़ों के संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है। वास्तव में, प्रत्येक नए आरएनए प्राइमर को डीएनए पोल III HE के गामा (y) सबयूनिट द्वारा पहचाना जाता है और उसी पोलीमरेज़ के पी सबयूनिट से लोड किया जाता है। यह प्रीलोडेड पी सबयूनिट तब डीएनए पॉली III एचआर के कोर पर कब्जा कर सकता है जब यह पूर्ववर्ती ओकाजाकी टुकड़े पर अपनी सिंथेटिक नौकरी खत्म करने के बाद उपलब्ध हो जाता है।

3. ओकाजाकी अंशों के पूरा होने पर, आरएनए प्राइमरों को डीएनए पोलीमरेज़ 1 द्वारा उत्सर्जित किया जाता है, जो तब डीएनए के साथ परिणामी अंतराल को भरता है।

4. डीएनए पोलीमरेज़ के बाद मैं एक्साइम्ड प्राइमर द्वारा छोड़े गए गैप में अंतिम डीऑक्सीराइबोन्यूक्लियोटाइड्स जोड़ता है, एंजाइम डीएनए लिगेज फॉस्फोडिएस्टर बांड को जोड़ता है जो ओकेज़की टुकड़े के 5 ′ छोर तक प्राइमर प्रतिस्थापन के मुक्त 3 ′ छोर को जोड़ता है।

(बी) अग्रणी स्ट्रैंड पर निरंतर संश्लेषण:

1. द्विदिश डीएनए प्रतिकृति में, प्रमुख स्ट्रैंड एक बार माता-पिता के प्रत्येक स्ट्रैंड पर प्राइमेड होता है।

2. प्रमुख स्ट्रैंड के आरएनए प्राइमर को आरएनए पोलीमरेज़ एंजाइम द्वारा संश्लेषित किया जाता है।

3. डीएनए पोल III HE प्रमुख स्ट्रैंड के बढ़ाव का कारण बनता है और अंत में डीएनए पोल 1 और लिगेज एंजाइम लैगिंग स्ट्रैंड के मामले में अग्रणी स्ट्रैंड को अंतिम स्पर्श देते हैं।

यूकेरियोट्स में डीएनए प्रतिकृति :

यूकेरियोटिक डीएनए प्रतिकृति के लिए दो अलग-अलग डीएनए पोलीमरेज़ एंजाइमों की आवश्यकता होती है, अर्थात् डीएनए पोलीमरेज़ ए और डीएनए पोलीमरेज़ repl। डीएनए पोलीमरेज़ ase अग्रणी स्ट्रैंड (निरंतर डीएनए संश्लेषण) पर डीएनए को संश्लेषित करता है, जबकि डीएनए पोलीमरेज़ लैगिंग स्ट्रैंड (बंद डीएनए संश्लेषण) पर डीएनए का संश्लेषण करता है। इन दो एंजाइमों के अलावा, डीएनए प्रतिकृति: (1) टी एंटीजन; (2) प्रतिकृति कारक ए या आरएफ-ए (जिसे आरपी-ए या यूकेरियोटिक एसएसबी भी कहा जाता है); (३) टोपियोसोमेरेज़ I; (4) टोपियोसोमेरेज़ II; (5) प्रसार - कोशिका परमाणु प्रतिजन (PCNA, जिसे साइक्लिन भी कहा जाता है), और (6) प्रतिकृति कारक Cor RF-C।

यूकेरियोटिक डीएनए प्रतिकृति की प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

1. डीएनए संश्लेषण की शुरुआत से पहले, अनजाने डीएनए कॉम्प्लेक्स के गठन के लिए 8-10 मिनट की अवधि का एक पूर्वस्कूली चरण होता है। इस कदम के लिए केवल तीन शुद्ध प्रोटीनों की आवश्यकता होती है, जैसे कि टी एंटीजन (टी-एजी या ट्यूमर एंटीजन), आरएफ-ए और टॉपियोसोमेरेसिस I और II।

2. टी-एंटीजन, अपने डीएनए-बाध्यकारी डोमेन का उपयोग करते हुए, ए I टीपी की उपस्थिति में साइट I और साइट II के साथ एक मल्टी-सबयूनिट कॉम्प्लेक्स बनाता है और स्थानीय अनइंडिंग का कारण बनता है।

3. RF-A और एक टोपोइज़ोमिरेज़ के साथ जुड़ने के कारण अधिक व्यापक द्वैध अनइंडिंग होती है - टी-पहले टोपोइज़ोमेरेज़ के डीएनए हेलिकेज़ घटक की मदद से फोर्क की प्रतिकृति में डीएनए की टोपोलॉजी को बदलकर डीएनए को हटाने में मदद मिलती है।

4. आरएफ-ए या एसएसबी प्रोटीन एकल फंसे डीएनए को अनपाउंड करने के लिए बाध्य करते हैं।

5. प्राइमर आरएनए संश्लेषण प्राइमेज़ द्वारा किया जाता है जो डीएनए पोलीमरेज़ एक्स के साथ कसकर जुड़ा हुआ है।

6. डीएनए पोलीमरेज़ 5 3 से 3। दिशा में ओकाजाकी टुकड़े के संश्लेषण में मदद करता है।

7. प्रतिकृति कारक सी (या आरएफ-सी) और पीसीएनए (साइक्लिन) डीएनए पोलीमरेज़ को स्विच करने में मदद करते हैं ताकि पोल को पोल 5 से बदल दिया जाए जो तब अग्रणी स्ट्रैंड पर डीएनए को लगातार संश्लेषित करता है।

8. एक अन्य ओकाजाकी टुकड़ा फिर पोल ए - प्राइमेज कॉम्प्लेक्स द्वारा लैगिंग स्ट्रैंड पर प्रतिकृति फोर्क से संश्लेषित किया जाता है और पूरे डीएनए अणु को कवर किए जाने तक इस चरण को बार-बार दोहराया जाता है।

9. आरएनए प्राइमरों को हटा दिया जाता है और गैप को प्रोकैरियोटिक डीएनए प्रतिकृति के रूप में भर दिया जाता है।

हाल ही में, डीएनए प्रतिकृति में डीएनए पोलीमरेज़ ई की भूमिका पर जोर दिया गया है, ताकि तीन डीएनए बहुलक (ए, ε और known) अब यूकेरियोटिक डीएनए प्रतिकृति में शामिल होने के लिए जाने जाते हैं। ए। सुगिनो और सहकर्मियों ने प्रस्तावित किया है कि डीएनए पोलीमरेज़ एक अग्रणी और लैगिंग किस्में (क्योंकि पोलीमरेज़ है α प्राइमेज एक्टिविटी) में कार्य कर सकता है, जबकि पॉलीमरेज़ ई और पॉलीमरेज़ 5 क्रमशः अग्रणी और लैगिंग-स्ट्रैंड्स के बढ़ाव में शामिल हैं।

डीएनए क्षति और मरम्मत तंत्र

डीएनए क्षति के प्रकार:

1. डीएनए घाव:

डीएनए के सामान्य रासायनिक या भौतिक संरचना में परिवर्तन को डीएनए घाव कहा जाता है। कई बहिर्जात एजेंट, जैसे कि रसायन और विकिरण, आधारों के हेट्रोसाइक्लिक रिंग सिस्टम में नाइट्रोजन और कार्बन परमाणुओं की स्थिति में बदलाव का कारण बन सकते हैं और कुछ एक्सोसाइक्लिक कार्यात्मक समूह (यानी, केटो और एमिनो समूह के आधार)।

इसके कारण बेस पेयरिंग या परिवर्तित बेस पेयरिंग का नुकसान हो सकता है (जैसे कि एक परिवर्तित A, T के बजाय C के साथ बेस-पेयर हो सकता है)। यदि इस तरह के घाव को डीएनए में रहने दिया जाता है, तो प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से उत्परिवर्तन द्वारा डीएनए में एक उत्परिवर्तन को ठीक किया जा सकता है।

वैकल्पिक रूप से, रासायनिक परिवर्तन डीएनए में एक शारीरिक विकृति उत्पन्न कर सकता है जो प्रतिकृति और / या प्रतिलेखन को अवरुद्ध करता है, जिससे कोशिका मृत्यु होती है। इस प्रकार, डीएनए घावों में उत्परिवर्तजन और / या घातक हो सकता है। कुछ घाव सहज होते हैं और डीएनए के अंतर्निहित रासायनिक प्रतिक्रिया और कोशिका के भीतर सामान्य, प्रतिक्रियाशील रासायनिक प्रजातियों की उपस्थिति के कारण होते हैं।

उदाहरण के लिए, बेस साइटोसिन यूरैसिल देने के लिए सहज हाइड्रोलाइटिक विचलन से गुजरता है। यदि अप्रकाशित छोड़ दिया जाता है, तो परिणामी यूरैसिल बाद की प्रतिकृति के दौरान एडेनिन के साथ एक बेस पेयर बनाएगा, जो एक बिंदु उत्परिवर्तन को जन्म देगा। डिप्रेशन एक और स्वतःस्फूर्त हाइड्रोलाइटिक प्रतिक्रिया है जिसमें डी-बेसिन के एन -9 और डीऑक्सीराइबोज शुगर के जी और सी-एल के बीच एन-ग्लाइकोसिलिक बंधन का दरार शामिल है और इसलिए डीएनए से प्यूरिन बेस का नुकसान होता है। डीएनए का चीनी-फॉस्फेट रीढ़ बरकरार है। परिणामस्वरूप एन्यूरिनेटिक साइट एक नॉनकोडिंग घाव है, क्योंकि प्यूरीन बेस में एन्कोडेड जानकारी खो जाती है।

2. ऑक्सीडेटिव क्षति:

यह सभी एरोबिक कोशिकाओं में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) की उपस्थिति के कारण सामान्य परिस्थितियों में होता है, उदाहरण के लिए सुपरऑक्साइड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, और, सबसे महत्वपूर्ण, हाइड्रॉक्सिल रेडिकल (ओएच)। यह कट्टरपंथी डीएनए पर हमला कर सकता है, मैं कई बिंदुओं पर, परिवर्तित द्वितीय गुणों के साथ ऑक्सीकरण उत्पादों की एक श्रृंखला का निर्माण कर रहा हूं, उदाहरण के लिए 8-ऑक्सोगुनाइन, 2-ऑक्सोएडीन और 5-फॉर्माइल्यूरैसिल। आयनिंग विकिरण के कारण होने वाले पानी के रेडियोलिसिस से हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स द्वारा इनके स्तर को बढ़ाया जा सकता है।

3. क्षारीयता:

अल्काइलेटिंग एजेंट इलेक्ट्रोफिलिक रसायन होते हैं जो आसानी से अल्काइल (जैसे, मिथाइल) समूहों को न्यूक्लिक एसिड पर विभिन्न पदों में जोड़ते हैं, जो सामान्य मेथि-एंजिंग एंजाइमों से मिथाइलयुक्त होते हैं। आम उदाहरण मिथाइलमेटेन सल्फोनेट (MMS) और एथिलीनिट्रोसुर (ENU) हैं।

मिथाइलेटेड ठिकानों के विशिष्ट उदाहरण 7-मिथाइलगुआनिन, 3-मिथाइल-एडेनिन, 3- मिथाइलगुआनिन और 0 ⁶ -मेथिलगुआनाइन हैं। इन घावों में से कुछ संभावित रूप से घातक होते हैं क्योंकि वे प्रतिकृति और प्रतिलेखन के दौरान डीएनए की अनिच्छा के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं। अधिकांश अप्रत्यक्ष रूप से उत्परिवर्तजन भी हैं; हालाँकि, 0 ⁶ -मेथिलगुआन एक सीधा उत्परिवर्तजन घाव है क्योंकि यह प्रतिकृति के दौरान थाइमिन के साथ बेस-पेयर कर सकता है।

4. भारी जोड़:

Cyclobutane pyrimidine dimers एक cyclobutane अंगूठी देने के लिए प्रत्येक आधार के दोहरे बंधित C5 और C6 कार्बन परमाणुओं के चक्रवात द्वारा एक कतरा पर आसन्न पाइरिमिडाइन से पराबैंगनी प्रकाश द्वारा बनता है। विपरीत स्ट्रैंड के साथ बेस पेयरिंग का परिणामी नुकसान डीएनए के स्थानीयकृत विकृतीकरण का कारण बनता है जो एक भारी घाव का निर्माण करता है जो प्रतिकृति और प्रतिलेखन को बाधित करेगा। एक अन्य प्रकार के पाइरीमिडाइन डिमर, 6, 4-फोटोपोडर, एक पाइरीमिडीन बेस के C6 और आसन्न बेस के C4 के बीच एक बंधन के परिणामस्वरूप होता है।

जब कोल टार कार्सिनोजेन बेंजो [a] पाइरीन को साइटोक्रोम P-450 द्वारा लिवर में मेटाबोलाइज़ किया जाता है, तो इसके मेटाबोलाइट्स में से एक (एक डायोल एपॉक्साइड) को ग्वानिन अवशेषों के 2-एमिनो समूह से जोड़ सकता है। कई अन्य सुगंधित आराइलेटिंग एजेंट डीएनए के साथ सहसंयोजक जोड़ बनाते हैं। यकृत कार्सिनोजन एफ्लाटॉक्सिन बी, भी सहसंयोजक डीएनए से बांधता है।

डीएनए की मरम्मत:

मरम्मत प्रणाली कार्रवाई शुरू करने के लिए डीएनए में विभिन्न परिवर्तनों को पहचानती है। डीएनए क्षति से निपटने के लिए एक सेल में कई प्रणालियां हो सकती हैं। इन प्रणालियों में निम्नलिखित शामिल हैं: (1) प्रत्यक्ष मरम्मत, (2) छांटना मरम्मत (3) बेमेल मरम्मत, (4) सहनशील प्रणाली और (5) पुनर्प्राप्ति प्रणाली।

1. प्रत्यक्ष मरम्मत:

डीएनए को होने वाली क्षति के उलट या सरल हटाने को प्रत्यक्ष मरम्मत के रूप में जाना जाता है, उदाहरण के लिए, थाइमिन डिमर के गठन में भाग लेने वाले दो थाइमिन अवशेषों के दो 4 और दो 5 कार्बन के बीच सहसंयोजक बंधों को हटाना।

आमतौर पर यूवी विकिरण के कारण थाइमाइन डिमर का निर्माण होता है और प्रतिकृति और प्रतिलेखन में हस्तक्षेप होता है। केल्नर (1949) ने पाया कि बड़ी संख्या में बैक्टीरिया यूवी विकिरण की बड़ी मात्रा में जीवित रह सकते हैं; यदि वे दृश्य प्रकाश के एक तीव्र स्रोत के संपर्क में थे।

इस घटना को फोटोरिएक्टिवेशन कहा जाता है। यह बाद में दिखाया गया कि यूवी विकिरण के दौरान एक विशेष एंजाइम बैक्टीरिया के डीएनए के लिए चुनिंदा रूप से बाध्य होता है। फोटोरिअक्टेशन प्रक्रिया के दौरान, एंजाइम दृश्यमान प्रकाश द्वारा सक्रिय होता है। यह थाइमिन डिमर्स को साफ करता है, जिससे उन्हें अपने मूल रूप में बहाल किया जाता है। यह मरम्मत प्रक्रिया एंजाइम मध्यस्थता और प्रकाश पर निर्भर है।

2. छांटना मरम्मत:

इस मरम्मत तंत्र में, डीएनए स्ट्रैंड के क्षतिग्रस्त या परिवर्तित खंड को उत्सर्जित किया जाता है और इसके स्थान पर डीएनए के एक नए पैच को संश्लेषित किया जाता है। हालांकि एक्सेप्शन रिपेयर सिस्टम उनकी विशिष्टता में भिन्न होते हैं, मुख्य मार्ग में निम्नलिखित तीन चरण शामिल हैं:

(i) मान्यता और स्थिति:

एक डीएनए स्ट्रैंड के क्षतिग्रस्त / परिवर्तित अनुभाग को एक एंडोन्यूक्लिज़ द्वारा मान्यता प्राप्त है; यह एंजाइम तब क्षति के दोनों किनारों पर प्रभावित स्ट्रैंड को काटता है।

(ii) अंश:

एक 5 (-> 3 on एक्सोन्यूक्लियस (डीएनए पोलीमरेज़ I) क्षतिग्रस्त / परिवर्तित अनुभाग को खोदता है; यह डीएनए डबल हेलिक्स में एकल-असहाय क्षेत्र उत्पन्न करता है।

(iii) संश्लेषण:

इस चरण में, एक्सिस द्वारा निर्मित एकल-फंसे हुए क्षेत्र डीएनए पोलीमरेज़ के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है जो एक्साइज खंड के प्रतिस्थापन को संश्लेषित करता है। डीएनए लिगेज तब निकल को सील करता है जो एक्साइज्ड सेक्शन के लिए प्रतिस्थापन के संश्लेषण के बाद रहता है।

ई। कोलाई में, डीएनए पोलीमरेज़ I के 3 5 -> 5 i एक्सोन्यूक्लिज़ गतिविधि के कारण, सबसे अधिक संभावना है, जबकि संश्लेषण एक ही एंजाइम के 5> -> 3 ase पोलीमरेज़ गतिविधि द्वारा पूरा किया जाता है। प्रोकैरियोट्स और यूकेरियोट्स दोनों में एक्सिस रिपेयर सिस्टम काफी सामान्य हैं। इन प्रणालियों में से कुछ डीएनए को सामान्य नुकसान की पहचान करते हैं, जबकि अन्य बहुत विशिष्ट हैं, उदाहरण के लिए, एपी एंडोन्यूक्लाइजेस, पुनरुत्थान की साइटों से रिबोस अवशेषों को हटाते हैं। अतिरिक्त मरम्मत में डीएनए की अलग-अलग लंबाई शामिल होती है और इसे निम्नलिखित तीन वर्गों में बांटा जाता है:

(ए) बहुत कम पैच मरम्मत (वीएसपी):

यह प्रणाली विशिष्ट आधारों के बीच बेमेल की मरम्मत से संबंधित है।

(बी) लघु पैच-मरम्मत:

इस प्रणाली में लगभग 20 ठिकानों पर लंबे डीएनए स्ट्रैंड का आदान-प्रदान किया जाता है, और मरम्मत के लिए मरम्मत करने वाले एंडोन्यूक्लिअस के घटकों के लिए कोडिंग करके uvr जीन (uvr, A, B, C, E.coli के माध्यम से) की मरम्मत की जाती है। हेलीकॉप्टर गतिविधि के लिए एक और एंजाइम uvr D की भी आवश्यकता होती है।

(ग) लंबी पैच मरम्मत:

इस प्रणाली में लगभग 1500 ठिकानों के खंडों का विस्तार शामिल है, लेकिन कभी-कभी excised खंड> 9000 आधारों का हो सकता है। यह बहुत कम आम है और क्षति से प्रेरित होना पड़ता है जो प्रतिकृति को अवरुद्ध करता है। ई। कोलाई में इस प्रणाली में uvr जीन और डीएनए पोलीमरेज़ I शामिल हैं।

3. बेमेल मरम्मत:

इसमें बेमेल के सुधार शामिल हैं या उन आधारों के बीच बाँधना है जो पूरक नहीं हैं। आधार परिवर्तन (जैसे, यूरोसिल के लिए साइटोसिन का बहरापन) और डीएनए के दोहरे हेलिक्स में संरचनात्मक विकृतियों के परिणामस्वरूप या तो (बे) प्रतिकृति या (बी) के दौरान मिसमैच हो सकता है। ई। कोलाई में इन विकल्पों को बहुत ही कम-पैच एक्सिशन रिपेयर सिस्टम द्वारा नियंत्रित किया जाता है जिसे नीचे वर्णित किया गया है।

ई। कोलाई में बेमेल मरम्मत प्रणाली:

जब जीसी -> जीटी के रूप में एक बेस जोड़ी में एक बेमेल होता है, तो सैद्धांतिक रूप से यह जंगली प्रकार (जीसी) या एक उत्परिवर्ती प्रकार (एटी) को जन्म देने के लिए मरम्मत कर सकता है। इसलिए, मरम्मत प्रणाली को पुराने और नए किस्में के बीच अंतर करना है और जंगली प्रकार को पुनर्स्थापित करने के लिए केवल नए स्ट्रैंड की मरम्मत करना है।

यह बहुत ही कम-पैच एक्सिशन रिपेयर सिस्टम द्वारा किया जाता है और इसके लिए चार प्रोटीनों की आवश्यकता होती है, जैसे कि म्यूट एल, म्यूट एस, मट यू और मट एच को कोडित किया जाता है। ई। कोली में क्रमशः जीन एल, म्यूट एस, म्यूट यू और म्यूट एच। बेमेल त्रुटियां हैं। प्रतिकृति के दौरान उत्पादित बांध मरम्मत प्रणाली द्वारा सही किया जाता है।

ई। कोलाई का जीन डैम मिथाइल का उत्पादन करता है जो डीएनए के दोनों स्ट्रैड्स पर सीसैट जीएटीसी के एडेनिन का उत्पादन करता है। एक पूरी तरह से मिथाइलेटेड गैट सीक्वेंस की प्रतिकृति एक हेमीमेथिलेटेड सीक्वेंस का उत्पादन करती है जिसमें नए संश्लेषित स्ट्रैड्स में एक अवशेष गैर-मेथिलेटेड होता है।

इस लक्ष्य अनुक्रम के गैर मेथिलेटेड राज्य का उपयोग नए स्ट्रैंड की पहचान करने के लिए किया जाता है; नए स्ट्रैंड में बेमेल की साइट के चारों ओर के बेस एक्साइज किए जाते हैं और एक प्रतिस्थापन को संश्लेषित किया जाता है। प्रणाली में जीन एल एल, म्यूट एस, म्यूट एच और उवर डी के उत्पाद शामिल हैं।

पुनर्प्राप्ति प्रणाली मरम्मत:

इन प्रणालियों को 'पोस्ट-प्रतिकृति मरम्मत' या 'पुनर्संयोजन मरम्मत' के रूप में भी जाना जाता है। E.coli में, यह मरम्मत प्रणाली rec A जीन पर आधारित है जो Rec A प्रोटीन का उत्पादन करता है। Rec आनुवंशिक पुनर्संयोजन के दौरान डीएनए अणुओं के बीच किस्में के आदान-प्रदान में एक प्रोटीन कार्य करता है और पुनर्संयोजन मरम्मत के दौरान एकल-स्ट्रैंड एक्सचेंज में भी कार्य करता है। प्रतीत होता है कि दो आर ए पाथवे हैं, जिसमें एक रिक बी, सी जीन और दूसरा आर एफ शामिल है।

यह मरम्मत प्रणाली तब संचालित होती है जब एक संरचनात्मक विकृति क्षतिग्रस्त साइट पर प्रतिकृति को अवरुद्ध करती है। उदाहरण के लिए, ई। कोलाई म्यूटेंट की कमी के कारण थाइमिन डिमर्स निकालने में असमर्थ हो जाएगा। ऐसी स्थिति में, प्रतिकृति सामान्य रूप से क्षतिग्रस्त साइटों तक आगे बढ़ती है; डीएनए पोलीमरेज़ प्रभावित स्ट्रैंड की प्रतिकृति को रोक देता है और क्षतिग्रस्त साइट पर चिपके हुए प्रतिकृति को पुन: स्थापित करता है।

पूरक स्ट्रैंड को सामान्य रूप से दूसरे स्ट्रैंड में क्षतिग्रस्त साइट पर दोहराया जाता है। इसलिए प्रतिकृति डीएनए अणु की एक सामान्य संतान और एक स्ट्रैंड में थाइमाइन डिमर होने और इसके पूरक स्ट्रैंड में एक लंबा अंतराल पैदा करता है। Thymine डिमर के साथ संतान डीएनए अणु तब तक खो जाएगा जब तक कि उसके किसी एक स्ट्रैंड में गैप को भरकर उसकी मरम्मत नहीं की जाती।

यह दो संतान डीएनए अणुओं के बीच एकल स्ट्रैंड एक्सचेंज के माध्यम से प्राप्त किया जाता है; विनिमय का क्षेत्र अंतर को भरता है और आरईसी ए प्रोटीन द्वारा प्रेरित होता है। इस आदान-प्रदान के परिणामस्वरूप, सामान्य संतान अणु में एक एकल-असहाय क्षेत्र होता है जिसमें एक अंतर होता है। इस अंतर की मरम्मत डीएनए संश्लेषण द्वारा की जाती है।

सहिष्णुता प्रणाली:

ये सिस्टम उन नुकसानों से निपटते हैं जो क्षतिग्रस्त साइट पर सामान्य प्रतिकृति को ब्लॉक करते हैं, संभवतः क्षतिग्रस्त साइटों की प्रतिकृति को त्रुटियों की उच्च आवृत्ति के साथ अनुमति देकर। ये सिस्टम यूकेरियोट्स में विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो सकते हैं जहां जीनोम का आकार बहुत बड़ा होता है और इसलिए क्षति की पूरी मरम्मत संभव नहीं है।