डीएनए प्रतिकृति: डीएनए के अर्ध-रूढ़िवादी प्रतिकृति पर नोट्स

डीएनए प्रतिकृति के बारे में जानने के लिए इस लेख को पढ़ें: डीएनए के अर्ध-रूढ़िवादी प्रतिकृति पर नोट्स!

प्रतिकृति कार्बन प्रतियों के निर्माण की प्रक्रिया है। इसके लिए, डीएनए अपने स्वयं के टेम्पलेट के रूप में कार्य करता है। इसलिए, डीएनए प्रतिकृति डीएनए का एक ऑटोकैटलिटिक फ़ंक्शन है।

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यह आमतौर पर सेल चक्र के एस-चरण के दौरान होता है जब गुणसूत्र अत्यधिक विस्तारित रूप में होते हैं। जैसा कि वाटसन और क्रिक द्वारा प्रस्तावित किया गया है, डीएनए प्रतिकृति अर्धवृत्ताकार (एक प्रकार की प्रतिकृति है जिसमें एक बेटी डुप्लेक्स के माता-पिता से ली गई है जबकि दूसरी स्ट्रैंड नए सिरे से बनाई गई है)।

यह दो किस्में के पृथक्करण द्वारा किया जाता है। अलग किए गए किस्में टेम्पलेट के रूप में कार्य करते हैं। पुराने किस्में के टेम्पलेट्स के ऊपर बने नए स्ट्रैंड्स में पूरक बेस जोड़े (ए विपरीत टी और जी विपरीत सी) होंगे। इस प्रकार गठित दो बेटियों के डीएनए अणु, माता-पिता के अणु की कार्बन प्रतियां होंगे, लेकिन उनमें एक नई स्ट्रैंड और एक पुरानी स्ट्रैंड होगी।

टेलर एट अल (1957) ने रेडियोधर्मी ³ एच युक्त सामान्य थाइमिन के बजाय ब्रॉड बीन (विकिया फैबा) के रूट टिप्स की विभाजित कोशिकाओं को खिलाया। थाइमिन को डीएनए में शामिल किया गया है जो क्रोमोसोम का संरचनात्मक तत्व है। टेलर एट अल ने पाया कि सभी गुणसूत्र रेडियोधर्मी हो गए।

तब लेबल किए गए थाइमिन को सामान्य के साथ बदल दिया गया था। अगली पीढ़ी में प्रत्येक गुणसूत्र के दो गुणसूत्रों में से एक में रेडियोधर्मिता थी, जबकि बाद की पीढ़ी में रेडियोधर्मिता 50% गुणसूत्रों में मौजूद थी (चित्र 6.9)। यह केवल तभी संभव है जब एक गुणसूत्र के दो किस्में में से, एक नए सिरे से बनता है, जबकि दूसरा प्रत्येक प्रतिकृति पर संरक्षित होता है यह अर्धवृत्ताकार प्रतिकृति है।

डीएनए की अर्ध-रूढ़िवादी प्रतिकृति मैथ्यू मेसल्सन और फ्रैंकलिन स्टाल (1958) के काम से साबित हुई थी। ¹⁵ एनएच ₄ सीएल के रूप में नाइट्रोजन के भारी आइसोटोप वाले माध्यम में कई पीढ़ियों के लिए उन्होंने एस्चेरिचिया कोलाई को विकसित किया, जब तक कि बैक्टीरिया डीएनए पूरी तरह से भारी आइसोटोप के साथ लेबल नहीं हो जाता।

लेबल किए गए बैक्टीरिया को सामान्य या ¹⁴ एन नाइट्रोजन वाले ताजे माध्यम में स्थानांतरित कर दिया गया। प्रत्येक पीढ़ी के लिए नमूने लिए गए थे (एक पीढ़ी को 20 मिनट लगते हैं। ई। कोली 20 मिनट में विभाजित होती है) और डीएनए को सीज़ियम क्लोराइड का उपयोग करके घनत्व ढाल centrifugation के माध्यम से नाइट्रोजन के भारी आइसोटोप के लिए परीक्षण किया गया था। सीज़ियम क्लोराइड अत्यधिक पानी में घुलनशील भारी नमक है।

जब उच्च गति पर सेंट्रीफ्यूज में काटा जाता है (प्रति मिनट 50, 000 परिभ्रमण कहते हैं) तो नमक एक घनत्व ढाल बनाता है, जो सबसे निचले क्षेत्र में सबसे अधिक केंद्रित क्षेत्र होता है और सतह की ओर क्रमिक रूप से कम केंद्रित होता है। जब डीएनए को सीज़ियम क्लोराइड के साथ मिलाया जाता है, तो यह सेंट्रीफ्यूजेशन में एक विशेष ऊंचाई पर बस जाएगा, बेस की ओर भारी हो जाएगा और एक उच्च अप (छवि। 6.10) को हल्का कर देगा।

फ्लोरो- क्रोम नामक एथिडियम ब्रोमाइड का उपयोग कंट्रास्ट बढ़ाने के लिए किया जाता है क्योंकि डीएनए के लिए फ्लोरोक्रोम विशिष्ट है। मेसल्सन और स्टाल ने पाया कि पहली पीढ़ी का डीएनए हाइब्रिड या मध्यवर्ती ( ¹⁵ एन और ¹⁴ एन) था। यह माता-पिता बैक्टीरिया के पूरी तरह से लेबल डीएनए ( ¹⁵ एन ¹⁵ एन) की तुलना में अधिक स्तर पर सीज़ियम क्लोराइड समाधान में बस गया। 40 मिनट के बाद बैक्टीरिया की दूसरी पीढ़ी में दो प्रकार के डीएनए, 50% प्रकाश ( ¹⁴ N ^I4 N) और 50% मध्यवर्ती ( ¹⁵ N ^I4 N) शामिल थे।

60 मिनट के बाद बैक्टीरिया की तीसरी पीढ़ी में दो प्रकार के डीएनए, 25% मध्यवर्ती ( ¹⁵ एन ¹⁴ एन) और 75% प्रकाश ( ¹⁴ एन ¹⁴ एन) में 1: 3 अनुपात था। 80 मिनट के बाद चौथी पीढ़ी में 12.5% ¹⁵ एन ¹⁴ एन और 87.5% ¹⁴ एन ¹⁴ एन डीएनए 1: 7 अनुपात में थे।

यह अवलोकन केवल तभी संभव है जब प्रतिकृति के समय डीएनए के दो स्ट्रैंड अलग-अलग हों और सामान्य या ¹⁴ एन वाले डीएनए के नए पूरक किस्में के संश्लेषण के लिए एक टेम्पलेट के रूप में कार्य करें। यह एक पुराने स्ट्रैंड के साथ दो डीएनए डुप्लेक्स का उत्पादन करेगा ( ¹⁵⁾ एन) और एक नया स्ट्रैंड ( ¹⁴ एन)।

दूसरी पीढ़ी के गठन के दौरान, डीएनए एनप्लेक्स के ¹⁵ एन और ¹⁴ एन स्ट्रैंड्स को टेम्प्लेट के रूप में कार्य करने के लिए अलग किया जाता है ताकि 50% नए डीएनए ड्यूप्लेक्स में केवल सामान्य या ^{एल 4} एन स्ट्रैंड हो, जबकि अन्य 50% में ¹⁵ एन और ¹⁴ एन दोनों किस्में हों । 6.11 और 6.12)। इस तरह से प्रत्येक प्रतिकृति में, मूल डीएनए के एक स्ट्रैंड को बेटी में संरक्षित किया जाता है, जबकि दूसरे को ताजा संश्लेषित किया जाता है।