DNA لیگاز و اتصال قطعات اوکازاکی به زبان ساده

در همانندسازی DNA، ساخت رشته تأخیری ناپیوسته است و قطعات کوتاهی ایجاد می‌شود که برای تشکیل یک رشته پیوسته باید به هم متصل شوند.

DNA لیگاز و قطعات اوکازاکی؛ از کجا شروع کنیم؟

در همانندسازی، DNA پلی‌مراز فقط در جهت ۵´ به ۳´ رشته جدید را می‌سازد. به همین دلیل، در رشته تأخیری ساخت DNA به صورت قطعات اوکازاکی انجام می‌شود. پس از ساخته‌شدن این قطعات، DNA لیگاز ناحیه‌های ناپیوسته میان آن‌ها را با تشکیل پیوند فسفودی‌استر به هم متصل می‌کند تا ستون قند ـ فسفات رشته کامل شود. بنابراین لیگاز مرحله اتصال نهایی را انجام می‌دهد، نه آغاز ساخت قطعه و نه بازکردن مارپیچ DNA.

روش گام‌به‌گام

1. ابتدا رشته پیشرو و رشته تأخیری را بر اساس جهت حرکت همانندسازی از هم تشخیص دهید؛ رشته پیشرو پیوسته و رشته تأخیری ناپیوسته ساخته می‌شود.
2. در رشته تأخیری، قطعات کوتاه DNA را به عنوان قطعات اوکازاکی شناسایی کنید و توجه داشته باشید که هر قطعه حاصل فعالیت DNA پلی‌مراز است.
3. شکاف باقی‌مانده میان قطعات مجاور را از خود قطعات DNA متمایز کنید؛ لیگاز نوکلئوتید تازه‌ای به انتهای رشته اضافه نمی‌کند.
4. نقش لیگاز را به تشکیل پیوند فسفودی‌استر در ستون قند ـ فسفات محدود کنید؛ این اتصال قطعات جدا از هم را به رشته‌ای پیوسته تبدیل می‌کند.
5. در گزینه‌های مقایسه‌ای، هلیکاز را مسئول بازکردن دو رشته، DNA پلی‌مراز را مسئول ساخت رشته جدید و لیگاز را مسئول اتصال قطعات قرار دهید.

چطور این مبحث را مرور کنیم؟

برای بررسی پاسخ، سه پرسش را جداگانه پاسخ دهید: قطعات اوکازاکی در کدام رشته ایجاد می‌شوند، کدام آنزیم رشته جدید را می‌سازد و کدام آنزیم قطعات را به هم متصل می‌کند؟ اگر پاسخ‌ها به‌ترتیب رشته تأخیری، DNA پلی‌مراز و DNA لیگاز باشند، ارتباط میان ناپیوسته‌بودن ساخت و اتصال نهایی درست فهمیده شده است.

جمع‌بندی

در رشته تأخیری، محدودیت جهت ساخت DNA باعث ایجاد قطعات اوکازاکی می‌شود. DNA پلی‌مراز این قطعات را می‌سازد و DNA لیگاز با ایجاد پیوند فسفودی‌استر، شکاف میان آن‌ها را می‌بندد. پس نکته اصلی، تفکیک روشن وظیفه ساخت، بازکردن و اتصال در همانندسازی DNA است.