کانون آموزش زیست شناسی گرگان

خلاصه گفتار2: همانندسازی DNA

1. تعریف همانندسازی:
- همانندسازی (Replication) فرآیندی است که در آن مولکول DNA جدید از روی DNA قدیمی ساخته می‌شود. این فرآیند تضمین می‌کند که اطلاعات ژنتیکی بدون کم‌وکاست به دو یاخته حاصل از تقسیم منتقل شود.

2. طرح‌های پیشنهادی برای همانندسازی:
- طرح حفاظتی: هر دو رشته DNA قدیمی دست‌نخورده باقی می‌مانند و وارد یکی از یاخته‌های جدید می‌شوند، در حالی که دو رشته DNA جدید وارد یاخته دیگر می‌شوند.
- طرح نیمه‌حفاظتی: در هر یاخته، یکی از رشته‌های DNA قدیمی و دیگری جدید است.
- طرح غیرحفاظتی: هر رشته DNA حاصل از قطعاتی از DNA قدیمی و جدید تشکیل شده است.

3. آزمایش مزلسون و استال:
- این آزمایش ثابت کرد که همانندسازی DNA به صورت نیمه‌حفاظتی انجام می‌شود. با استفاده از ایزوتوپ سنگین نیتروژن (15N) و ایزوتوپ سبک نیتروژن (14N)، آن‌ها نشان دادند که در هر یاخته، یکی از رشته‌های DNA قدیمی و دیگری جدید است.

4. مراحل همانندسازی:
- باز شدن DNA: آنزیم هلیکاز پیوندهای هیدروژنی بین دو رشته DNA را می‌شکند و دو رشته را از هم جدا می‌کند.
- تشکیل حباب همانندسازی: در نقطه‌ای که دو رشته DNA از هم جدا می‌شوند، ساختار Y مانندی به نام دوراهی همانندسازی تشکیل می‌شود.
- ساخت رشته جدید: آنزیم DNA پلیمراز نوکلئوتیدهای جدید را بر اساس مکمل بودن با رشته الگو به رشته در حال ساخت اضافه می‌کند.

5. فعالیت آنزیم DNA پلیمراز:
- فعالیت بسپارازی: DNA پلیمراز پیوندهای فسفودی‌استر بین نوکلئوتیدها را تشکیل می‌دهد.
- فعالیت نوکلئازی: DNA پلیمراز می‌تواند نوکلئوتیدهای اشتباه را حذف و جایگزین کند (ویرایش).

6. همانندسازی در پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها:
- پروکاریوت‌ها: DNA به صورت حلقوی است و همانندسازی از یک نقطه آغاز می‌شود و به صورت دو جهتی ادامه می‌یابد.
- یوکاریوت‌ها: DNA خطی است و همانندسازی در چندین نقطه به طور همزمان آغاز می‌شود تا سرعت فرآیند افزایش یابد.

7. عوامل مؤثر در همانندسازی:
- آنزیم‌ها: هلیکاز، DNA پلیمراز، لیگاز و سایر آنزیم‌ها در فرآیند همانندسازی نقش دارند.
- پیش‌سازها: نوکلئوتیدهای آزاد سه فسفاته به عنوان واحدهای سازنده DNA جدید استفاده می‌شوند.
- انرژی: فرآیند همانندسازی به انرژی (ATP) نیاز دارد.

8. نکات کلیدی:
- همانندسازی DNA با دقت بالا انجام می‌شود و اشتباهات احتمالی توسط آنزیم DNA پلیمراز اصلاح می‌شوند.
- در یوکاریوت‌ها، همانندسازی در چندین نقطه به طور همزمان آغاز می‌شود تا سرعت فرآیند افزایش یابد.
- آنزیم لیگاز قطعات DNA جدید را به هم متصل می‌کند تا رشته‌های پیوسته تشکیل شوند.

---

این خلاصه شامل نکات کلیدی گفتار 2 است که به بررسی فرآیند همانندسازی DNA، نقش آنزیم‌ها و تفاوت‌های همانندسازی در پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها می‌پردازد.