מקור השכפול

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

בגנטיקה, מקור השכפול הוא אזור בכרומוזום שממנו מתחיל תהליך שכפול ה-DNA.

מקור השכפול מסומן כ-Ori- קיצור של Origin of replication.

בתאים פרוקריוטיים קיים בדרך כלל מקור שכפול יחיד המצוי על גבי הכרומוזום המעגלי היחיד, בעוד שבתאים איקריוטיים ניתן לרוב למצוא מספר רב של מקורות שכפול על גבי כל אחד מהכרומוזומים. מקורות שכפול רבים מגבירים את יעילות השכפול בכך שניתן לאתחלו ממספר מקומות בו-זמנית. אורך האזור הוא כמה עשרות עד כמה מאות זוגות בסיסים.

מקור השכפול אינו מצוי בהכרח בתחילת הכרומוזום, כלומר—הנוקלאוטיד המסומן במספר 0 על גבי הכרומוזום אינו נמצא במקור השכפול; לעתים הוא נמצא הרחק ממנו. בכרומוזומים מעגליים בדיוק מול מקור השכפול (כלומר, בזווית של 180 מעלות ממנו) נמצא אזור הסיום, בו מסתיים השכפול. תהליך השכפול מתרחש באופן דו-כיווני; ה-DNA מימין למקור השכפול ומשמאל למקור השכפול משתכפל בו-זמנית.

בחיידק Escherichia coli מסומן מקור השכפול כ-oriC. אורכו 250 בסיסים והוא כולל מספר רצפים קבועים למדי, אותם ניתן לפגוש במקורות השכפול של רוב סוגי החיידקים. רצפים בעלי תפקיד דומה מצויים גם ביצורים איקריוטיים:

  • ארבעה רצפים קבועים בני 9 נוקלאוטידים המשמשים אתרי קישור לחלבון DnaA, חלבון המשמש לאתחול תהליך השכפול. כעשרים חלבוני DnaA נקשרים למקור השכפול לפני תחילת התהליך.
  • אתרי קישור לחלבונים IHF ו-FIS, המסייעים באתחול השכפול באמצעות כיפוף ה-DNA ויצירת מקום גישה לאנזים המשכפל, DNA פולימראז.
  • שלושה רצפים בני 13 בסיסים כל אחד, השוכנים כמעט בצמידות האחד לשני בתחילת מקור השכפול. רצפים אלו עשירים באדנין ותימין ומשמשים להפרדה קלה של שני גדילי ה-DNA האחד מהשני בתחילת השכפול. בין תימין ואדנין קיימים שני קשרי מימן, זאת לעומת שלושה קשרי מימן בין גואנין וציטוזין; דבר זה מצריך אנרגיה פחותה בהפרדת הגדילים.
  • למעלה מעשרה רצפי GATC (גואנין, אדנין, תימין, ציטוזין). ריכוז זה של רצפי GATC מצוי בשאר הגנום של E. coli בתדירות מקסימלית של פעמיים בכל 250 נוקלאוטידים (אורכו של מקור השכפול). האדנין שברצף ה-GATC מסוגל לעבור מתילציה. שכפול DNA נצרך רק פעם אחת במהלך חיי התא, כהכנה לחלוקת התא; לפיכך נדרש מנגנון אשר ימנע התחלה הולכת וחוזרת של השכפול ב-oriC. לכך משמשת המתילציה. לפני השכפול מציב האנזים Dam מתילאז קבוצות מתיל ב-oriC על גבי שני גדילי ה-DNA. כשה-DNA משתכפל נוצרים שני גדילים כפולים, אשר כל אחד מהם ממותל רק בגדיל אחד (הגדיל שהיה ממותל לפני השכפול). גדילים חצי-ממותלים אינם מסוגלים לעבור שכפול, וכך נמנע שכפול נוסף.