در این مقاله می‌خواهیم درمورد عوامل و مراحل همانند سازی به طور کامل صحبت کنیم. در مقاله قبل به توضیح انواع طرح‌های همانندسازی دنا و آزمایشات دو دانشمند(مزلسون و استال) درمورد طرح مورد قبول پرداختیم. هرساله در کنکور تجربی حداقل 4 سئوال به صورت ترکیبی یا مستقل از این فصل از زیست دوازدهم یعنی فصل اول مولکول‌های اطلاعاتی می‌آید که موجب می‌شود این فصل از اهمیت بالایی برای دانشآموزان کنکوری برخوردار باشد.
همانندسازی دنا چیست؟
همانندسازی دنا یا دی ان ای که همان مضاعف شدن دنا است کار ساده‌ای برای سلول نیست. در حدود 3 بیلیون جفت باز آلی در ژنوم انسان وجود دارد که با هر بار تقسیم باید تک تک این بازها همانندسازی شوند. مکانیسم همانندسازی در ارگانیسم‌های متفوت مشابه یکدیگر است. در مقاله قبل توضیح دادیم که تاکثیر دنا به صورت نیمه حفاظت شده است. این عبارت به این معنی است که هر رشته در مارپیچ دنا به عنوان الگویی برای سنتز یک رشته جدید و مکمل عمل می‌کند. در این حالت هر مولکول دو رشته‌ای تازه تشکیل شده دارای یک رشته جدید و یک رشته قدیمی است.
عوامل و مراحل همانند سازی
قبل از شروع همانندسازی دنا باید پیچ و تاب فامینه(کروماتین) باز و پروتئین‌های همراه آن یعنی هیستون‌ها از آن جداشوند تا همانندسازی بتواند رخ دهد. این کارها به کمک آنزیم‌هایی انجام می‌شود. اولین مرحله مهم در همانندسازی دنا شناسایی جایگاه شروع همانندسازی و نیز شکستن پیوندهای هیدروژنی میان باز‌های موجود در دو رشته موازی ناهمسو است. که ابتدا در مناطق غنی از نوکلئوتیدهای دارای بازآلی تیمین و آدنین رخ می‌دهد. دلیل این امر پیوندهای هیدروژنی کمتر میان آدنین و تیمین =(۲ پیوند) در مقایسه با گوانین و سیتوزین(۳ پیوند) است.
یکی از مهم‌ترین آنزیم‌ها در عوامل و مراحل همانندسازی آنزیم هلیکاز است که باعث شکستن پیوند هیدروژنی بین بازها می‌شود. نقطه‌ای که فرآیند همانندسازی از آن شروع می‌شود، نقطه آغاز همانندسازی نام دارد و ساختاری به نام دوراهی همانندسازی در این منطقه تشکیل می‌شود. یکی یگر از مهم‌ترین آنزیم‌های موجود در همانندسازی آنزیم دنابسپاراز(DNA پلیمراز) است که توکلئوتیدهای مکمل را با نوکلئوتیدهای رشته الگو جفت می‌کند.
برای مطالعه بیشتر درمورد فصل اول زیست دوازدهم می‌توانید به مقاله‌های همانندسازی دنا، ساختار نوکلئیک اسید و تاریخچه کشف ماهیت و ساختار دنا مراجعه کنید. برای موفق شدن در یک رشته تحصیلی تنها نیاز شما رتبه قبولی نیست بلکه برای انتخاب یک رشته تحصیلی علاقه شما و شناخت کافی درمورد دروس و کار آن رشته بسیار اهمیت دارد؛ پس ما در مجموعه‌ای از مقاله‌ها به معرفی رشته‌های برتر کنکور تجربی پرداختیم تا شما بتوانید مناسب‌ترین رشته برای خود را انتخاب کنید. مقاله‌ها شامل معرفی کامل رشته پزشکی، معرفی کامل رشته دندانپزشکی، رتبه قبولی پرستاری در کنکور تجربی و رتبه قبولی مامایی در کنکور تجربی می‌شود.
دوراهی همانندسازی
در ابتدا محل‌هایی که دو رشته دنا از هم جدا شده‌اند ساختار Y مانند تشکیل می‌شوند که به این ساختارها دوراهی همانندسازی می‌گویند. به ازای هر دوراهی همانندسازی یک عدد آنزیم هلیکاز و 0 عدد آنزیم دنابسپاراز فعال است. در فاصله بین دو دوراهی همانندسازی پیوند هیدروژنی بین دو رشته دنا می‌شکند و پیوند فسفودی استر بین نوکلئوتیدهای رشته پلی نوکلئوتیدی جدید در حال تشکیل است. دقت کنید که در فرآیند همانندسازی پیوندهای هیدروژنی توسط هلیکاز می‌شکند اما به طور خود به خود
تشکیل می‌شود.
دنا بسپاراز(DNA پلیمراز)
یکی از عوامل و مراحل همانند سازی دنا آنزیم دنا بسپاراز است. DNA پلیمراز‌ها وظیفه سنتز دنا را دارند. آن‌ها نوکلئوتیدها را برای رشد زنجیره DNA به یکدیگر متصل می‌کنند و در این فرایند فقط نوکلئوتیدهایی را که مکمل رشته الگوی هستند، در طول رشته در حال سنتز قرار می‌دهند. در فرایند همانندسازی دو آنزیم دنا پلیمراز همزمان درگیر فعالیت هستند. یکی از آن‌ها درگیر عمل فرایندسازی در رشته‌ی پیشرو و دیگری در رشته‌ی پسرو است. پس از فرایند همانندسازی دو مولکول دنا تولید می‌شود. در هر یک یکی از رشته‌ها از دنا قبلی باقی مانده‌است تا اطلاعات به نسل بعد منتقل شوند و رشته‌ی دیگر توسط دی‌ان‌ای پلیمراز همانندسازی شده‌است.
- وظیفه اصلی دنا بسپاراز(DNA پلیمراز) ساخت رشته جدید از روی الگو دنا است.
- دارای فعالیت بسپارازی با ایجاد پیوند فسفودی استر نوکلئوتیدها را به رشته در حال ساخت اضاف می‌کند.
- دارای فعالیت نوکلئازی(ویرایش) که با شکستن پیوند فسفو دی استر نوکلئوتید اشتباه را از رشته حذف می‌کند و سپس نوکلئوتید مناسب را قرار می‌دهد. اگر این عمل انجام نشود موجب جهش پایدار با عوارض خوب یا بد می‌شود.
در این مقاله درمورد عوامل و مراحل همانند سازی صحبت کردیم. اهمیت این بخش در کنکور تجربی بسیار بالا است به دلیل اینکه یکی از مبحث‌های پایه است و برای یادگیری فصل‌های بعدی زیست دوازدهم به آن نیاز دارید. برای قبولی در رشته مورد علاقه خود در کنکور تجربی نیاز دارید که درس زیست شناسی را به بهترین درصد ممکن برسانید و در این راه از دبیران جوان و با دانش بالا کمک بگیرید. آقای حمیدرضا زارع با آماده کردن پکیج تدریس مفهومی زیست دوازدهم به شما کمک می‌کند تا زیست دوازدهم خود را که از اهمیت بالایی برخوردار است به درستی مطالعه کنید.
