تفاوت کلیدی – Replication Bubble در مقابل Replication Fork
حباب همانندسازی و چنگال های همانندسازی دو ساختاری هستند که در طول همانندسازی DNA تشکیل می شوند و تفاوت اصلی بین Replication Bubble و Replication Fork در این است که حباب همانندسازی یک روزنه است که در طول شروع همانندسازی در داخل رشته DNA وجود دارد در حالی که چنگال های همانندسازی هستند. ساختارهای موجود در حباب همانندسازی که بیانگر وقوع واقعی همانندسازی هستند.
در زمینه زیست شناسی مولکولی، همانندسازی DNA فرآیندی است که در آن دو نسخه یکسان از DNA از یک مولکول DNA تولید می شود.این فرآیند بیولوژیکی اساس تداوم تمام اشکال زندگی و وراثت بیولوژیکی است. همانندسازی DNA در همه موجودات زنده اتفاق می افتد. فرآیند تکثیر شامل تکنیک های مختلف، آنزیم ها، ترکیبات بیولوژیکی و ساختارهای همانندسازی است که برای شروع همانند سازی و پردازش آن ایجاد می شوند. حباب همانندسازی و چنگال های همانندسازی ساختارهایی هستند که در حین همانندسازی DNA تشکیل می شوند. هم حباب تکثیر و هم چنگال همانندسازی در پروکاریوت ها و یوکاریوت ها وجود دارند.
Replication Bubble چیست؟
تکثیر DNA فرآیندی است که در آن یک مولکول DNA همانندسازی می‌شود و از خود کپی می‌سازد. حباب همانندسازی به عنوان روزنه ای در نظر گرفته می شود که در طول شروع همانندسازی در داخل رشته DNA وجود دارد. شکل گیری حباب های همانندسازی در پروکاریوت ها و یوکاریوت ها متفاوت است. پروکاریوت ها حاوی یک حباب تکثیر هستند در حالی که یوکاریوت ها حاوی حباب های تکراری متعدد هستند.
حباب همانندسازی به دلیل وجود چنگال های همانندسازی قابلیت رشد در دو جهت را دارد.در هر حباب تکرار، دو چنگال تکرار وجود دارد. این نقطه ای است که مارپیچ دوگانه DNA والدین تقسیم می شود. در زمینه موجودات یوکاریوتی، آنها حاوی یک هسته واقعی هستند. DNA یوکاریوتی خطی است. به همین دلیل، تکثیر در چندین مکان رخ می دهد که منجر به حضور حباب های تکراری متعدد می شود.
عملکرد حباب همانندسازی با آنزیم DNA هلیکاز انجام می شود که پیوندهای هیدروژنی موجود بین بازهای نیتروژنی دو رشته DNA والدین را می شکند. پروتئین‌های اتصال تک رشته‌ای به رشته‌های DNA جدا شده والدین متصل می‌شوند تا از بازسازی پیوندهای هیدروژنی جلوگیری کنند.
شکل 01: حباب های همانندسازی DNA یوکاریوتی
شکستن پیوندهای هیدروژنی بین دو رشته منجر به شل شدن مارپیچ دوگانه و همچنین ایجاد کشش بیشتر در مولکول به دلیل باز شدن می شود.آنزیم توپوایزومراز شامل شکستن پیوندهای فسفودی استر مارپیچ دوگانه در پایین‌دست حباب تکثیر است که تنش را در آن نواحی از طریق اتصال مجدد فوری کاهش می‌دهد.
Replication Fork چیست؟
در زمینه چرخه سلولی، همانندسازی DNA در فاز S رخ می دهد. این فرآیند با توالی‌های DNA که از پیش تعریف شده‌اند آغاز می‌شود و به عنوان مبدا همانندسازی نامیده می‌شوند. در این مناطق، حباب‌های همانندسازی تشکیل می‌شوند که باعث تکثیر DNA می‌شوند. قبلاً ذکر شد که هر حباب تکرار شامل دو چنگال تکرار است. هنگامی که تکثیر DNA آغاز می شود، پروتئین های همانندسازی به ساختاری شبیه به یک چنگال دو شاخه سازماندهی می شوند. به دلیل تشکیل چنین ساختاری، به آن چنگال همانندسازی می گویند. این پروتئین‌های همانندسازی کل فرآیند همانندسازی DNA را هماهنگ می‌کنند.
DNA هلیکاز DNA دو رشته ای والدین را با شکستن پیوندهای هیدروژنی که بازهای نیتروژنی دو رشته را به هم پیوند می دهد، به دو رشته منفرد باز می کند. این در جلوی چنگال همانندسازی رخ می دهد و DNA تک رشته ای ایجاد می کند.
عملکردهای اصلی چنگال همانندسازی باز کردن DNA و سنتز DNA است. سنتز DNA توسط چنگال همانندسازی با آنزیم DNA پلیمراز به دست می آید. DNA پلیمراز، بازهای DNA را در توالی صحیح بر اساس تئوری جفت بازهای مکمل پیوند می دهد.
شکل 02: اجزای چنگال تکرار
برای جلوگیری از توقف چنگال تکثیر، یک کمپلکس پروتئینی مخصوص به نام کمپلکس حفاظتی چنگال تکرار وجود دارد. عملکرد اصلی این مجموعه تثبیت مجدد در صورتی که چنگال تکثیر به هر دلیلی متوقف شود و در هماهنگی سنتز رشته های پیشرو و عقب مانده و همچنین در سیگنال دهی ایست بازرسی همانندسازی باشد.
شباهت‌های بین Replication Bubble و Replication Fork چیست؟
- هم حباب همانندسازی و هم چنگال همانندسازی را می توان در طول همانندسازی DNA دید.
- هر دو ساختار برای تکثیر DNA پروکاریوتی و یوکاریوتی مشترک هستند.
- هر دو ساختار به تکثیر DNA کمک می کنند و باعث تحریک آن می شوند.
تفاوت بین Replication Bubble و Replication Fork چیست؟
حباب تکرار در مقابل چنگال تکرار |
|
| حباب همانندسازی به عنوان روزنه ای تعریف می شود که در طول شروع همانندسازی در داخل رشته DNA وجود دارد. | چنگال تکرار به عنوان ساختارهایی تعریف می شود که در حباب تکرار وجود دارند که نشان دهنده وقوع تکرار است. |
| همانندسازی پروکاریوتی | |
| یک حباب تکرار تشکیل شد. | یک چنگال تکرار تشکیل می شود. |
| تکثیر یوکاریوتی | |
| حباب های تکراری چندگانه تشکیل می شوند. | چنگال‌های تکراری چندگانه تشکیل می‌شوند. |
خلاصه - Replication Bubble در مقابل Replication Fork
تکثیر DNA فرآیندی است که در آن یک رشته DNA والدین دو کپی یکسان از خود ایجاد می کند. فرآیند تکثیر از اجزای مختلفی تشکیل شده است. حباب همانندسازی، دهانه ای از رشته DNA است که در آن شروع همانندسازی صورت می گیرد. در یوکاریوت ها، حباب های تکرار متعدد وجود دارد در حالی که در پروکاریوت ها فقط یک حباب تکرار وجود دارد. هر حباب تکرار شامل دو چنگال تکرار است. چنگال همانندسازی به عنوان مجموعه‌ای از پروتئین‌های همانندسازی تعریف می‌شود که در یک چنگال دو شاخه هشدار داده می‌شوند که شروع فرآیند همانندسازی را تأیید می‌کند.اگر چنگال تکثیر متوقف شود، مجتمع حفاظتی چنگال تکرار برای تثبیت مجدد وجود دارد. پروکاریوت ها دارای یک کمپلکس چنگال تکثیر هستند در حالی که در یوکاریوت ها چندین چنگال وجود دارد. این تفاوت بین حباب تکرار و چنگال تکرار است.
