د DNA غبرګېدنه

په مالیکولي بیولوجي کې، د DNA غبرګېدنه یا کاپي اخېستنه (په انګلیسي: DNA Replication) د اصلي DNA له یوه مالیکول څخه د DNA د دوو ورته نسخو د تولیدولو بیولوجیکي بهیر ته ویل کېږي. د DNA غبرګېدنه د بیولوجیکي وراثت لپاره تر ټولو اړینې برخې په توګه عمل کوي او په ټولو ژوندي موجوداتو کې پېښېږي. دغه عملیه، د ودې او د تخریب شویو نسجونو بیارغونې پر مهال، حجروي وېش لپاره اړینه ده، په داسې حال کې چې د هرې یوې نوې حجرې لپاره د خپلې DNA کاپي اخېستنه تضمینوي. حجره د وېش جلا ځانګړنه لري، چې د DNA غبرګېدنه اړینه ګرځوي.

DNA د دوو بشپړوونکو څانګو له غبرګې مارپېچې بڼې څخه جوړه شوې ده. غبرګه مارپېچه بڼه یوه دوه‌څانګه‌ییزه DNA بیانوي چې په‌دې توګه له داسې دوو خطي څانګو څخه رامنځ‌ته شوې ده چې یو د بل پر وړاندې واقع شوي دي او یو له بله تاوېږي. د غبرګېدنې پر مهال، دغه څانګې سره جلا کېږي. وروسته بیا، د اصلي DNA مالیکول هره څانګه د خپلې جوړې د تولید لپاره د یوه قالب په توګه عمل کوي؛ دغې عملیې ته «نیمه‌ساتونکې غبرګېدنه» وایي. د نیمه‌ساتونکې غبرګېدنې په پایله کې، نوې مارپېچه بڼه به د اصلي DNA له یوې څانګې او همدا راز یوه نوې ترکیبي څانګه رامنځ‌ته شي. د حجروي تصحیح او د خطا ارزولو میکانیزمونه د DNA غبرګېدنې په عملیه کې خپله دنده په بشپړه توګه ترسره کوي.Imperfect DNA replication results in mutations. 

په یوې حجره کې، د DNA غبرګېدنه د جېنوم په هغو ځانګړو برخو، یا د غبرګېدنې په پیل ټکو کې پیلېږي، چې د یوه اورګانیزم لپاره جنتیکي مواد لري. په پیل ټکي کې د DNA سپړلو او (د هلیکېز په نامه انزایم په واسطه برابرو شویو) د نویو څانګو ترکیبولو په پایله کې د غبرګېدنې پنجې د پای ټکي په دواړو لورو کې وده کوي. یوشمېر پروټینونه د غبرګېدنې له پنجې سره یوځای ونډه اخلي ترڅو د د DNA سنتیز په پیل او دوامداره ساتلو کې مرسته وکړي. تر ټولو مهمه دا ده چې، د DNA پولیمیرېز نوې څانګې د هغو نوکلوتیدونو په اضافه کولو سره، چې د هرې څانګې (قالب) بشپړوونکي دي، سنتیز کوي. د DNA غبرګېدنه د انترفاز د S-پړاو په اوږدو کې پېښېږي.

سربېره پر دې، د DNA غبرګېدنه (د DNA تکثیر) په لابراتواري شرایطو (په مصنوعي توګه، له حجرې دباندې) کې هم ترسره کېدلای شي. له حجرو او د مصنوعي DNA له لومړنیو برخو څخه د DNA جلا شوي پولیمیرېزونه کېدای شي د نمونه‌یي DNA په یوه مالیکول کې، په پېژندل شویو لړیو کې د DNA سنتیز عملیې د پیلولو لپاره وکارول شي. د پولیمیرېز ځنځیري تعامل (PCR) د لیګېز ځنځیري تعامل (LCR) او د ټرانسکرپشن په واسطه تکثیر (TMA) یې ښې بېلګې دي. د ۲۰۲۱ز کال په مارچ کې، څېړونکو د ځینو شواهدو راپور وړاندې کړ چې د لېږدوونکې RNA یوه لومړنۍ بڼه، د ټرانسلېشن یوه اړینه برخه ده، له جنتیکي کوډ سره سم د نویو پروټینونو بیولوجیکي سنتیز، کېدای شي په‌خپله د ژوند، یا د آبیوجنیزس د پراختیا په لومړیو کې یو تکثیري مالیکول وي.

 د DNA جوړښت 
DNA د یوه دوه‌څانګه‌ییز جوړښت په توګه شتون لري، چې دواړه څانګې یو له بله تاو شوې دي او ځانګړی دوه‌ګونی مارپېچ یې رامنځ‌ته کړی دی. د DNA هره څانګه د نوکلوتیدونو د څلورو ډولونو یو ځنځیر دی. په DNA کې یو دي‌اوکسي‌ریبوز قند، یو فاسفېت او یوه نوکلوتیدي قاعده شتون لري. د نوکلوتید څلور ډولونه د «ادنین، سایتوزین، ګوانین او تایمین» څلورو نوکلوتیدي قاعدو پورې اړه لري، چې په لنډه توګه، په A، C، G او T ښودل کېږي. ادنین او ګوانین د پورین قاعدې دي، په داسې حال کې چې سایتوزین او تایمین پیریمیدینونه دي. دغه نوکلوتیدونه د فاسفودي‌ایستر هغه اړیکې جوړوي چې دننه خوا ته (یعنې، د مخالفې څانګې په لورې) له نوکلوتیدي قاعدو سره د DNA مارپېچي بڼې فاسفېت-دي‌اوکسي‌ریبوزي شمزۍ رامنځ‌ته کړې دي. نوکلوتیدي قاعدې د څانګو ترمنځ د هایدروجني اړیکو له‌لارې سره تطبیق کېږي ترڅو د قاعدې جوړې رامنځ‌ته کړي. ادنین له تایمین سره (دوه هایدروجني اړیکې) او ګوانین له سایتوزین سره (درې هایدروجني اړیکې) جوړه کېږي.

د DNA څانګې لوری (جهت) لري او د یوې واحدې څانګې بېلابېلې څوکې د “3’ (درېیم پای) څوکې” او د “5’ (پنځم پای) څوکې په نامه یادېږي. د منل شوي اصل له‌مخې، که چېرې د DNA یوې واحدې څانګې د قاعدې لړۍ په پام کې ونیول شي، د لړۍ کیڼه څوکه 5’ څوکه او ښي څوکه یې 3’ څوکه ده. د غبرګ مارپېچ څانګې غیرموازي دي، چې یوه یې 5’ څخه 3’ ته او مخامخ څانګه یې له 3’ څخه 5’ ته ده. دغه ګړنې په هغه دي‌اوکسي‌ریبوز د کاربن اټوم ته اشاره کوي چې وروستی فاسفېت په ځنځیر کې ورسره نښلي. جهت‌والی د DNA پر سنتیز باندې اغېزې لري، ځکه چې د DNA پولیمیرېز یوازې په یوه جهت کې، د DNA د یوې څانګې 3’ څوکې ته د نوکلوتیدونو په زیاتولو سره، DNA سنتیز کړي.

په DNA کې، د هایدروجني اړیکې له‌لارې، د مکمِله قاعدو جوړه کېدنه په‌دې معنی ده چې په هرې څانګه کې شته معلومات له حده زیات شوي دي. فاسفودي‌ایستر (بین‌الرشتوي) اړیکې د هایدروجني (بین‌الرشتوي) اړیکو په پرتله لا غښتلې دي. د فاسفودي‌ایستر اړیکو اصلي دنده په هغه ځای کې ده چې د DNA په پولیمیرونو کې د یوه نوکلوتید د کاربن 5’ اټوم د بل نوکلوتید له د کاربن له 3’ اټوم سره ونښلوي، په داسې حال کې چې هایدروجني اړیکې د DNA غبرګ مارپېچونه د مارپېچ محور په اوږدو کې ټینګوي، نه د 1 محور په اوږدو کې. په‌دې توګه، زمینه برابرېږي ترڅو څانګې یو له بله جلا شي. له‌دې امله، پر یوې واحدې څانګې باندې پراته نوکلوتیدونه کېدای شي پر یوې نوې سنتیز شوې شریکې څانګې باندې د نوکلوتیدونو د بیاجوړولو لپاره وکارول شي.

 د غبرګېدنې بهیر 
د DNA غبرګېدنه، د ټولو بیولوجیکي پولیمیرایزېشني بهیرونو په څېر، په درېیو انزایمي کتلستي او منظمو پړاوونو کې ترسره کېږي: پیل، غځېدنه او پای.

 پیل 
د دې لپاره چې یوه حجره سره ووېشل شي، په لومړي سر کې یې د DNA غبرګېدل اړین دي. د DNA غبرګېدنه یو «ټول-یا-هېڅ» بهیر دی؛ کله چې د غبرګېدنې بهیر پیل شي، تر بشپړېدو پورې دوام کوي. کله چې غبرګېدنه بشپړه شوه، بیاځلي د حجرې په ورته دوره کې نه‌پېښېږي. د دغه بهیر امکان د «مخکې تر غبرګېدنې کمپلکس» د پیل وېش په واسطه رامنځ‌ته کېږي. Chapter 5: DNA Replication Mechanisms

 غځېدنه 
د DNA پولیمیرېز 5’­–3’ فعالیت لري. د DNA د غبرګېدنې ټول پېژندل شوي سیسټمونه، د سنتیز تر پیل دمخه یوه ازاد 3’ هایدروکسیل ګروپ ته اړتیا لري (یادونه: د DNA نمونه له 3’ څخه 5’ لوري ته لوستل کېږي، په داسې حال کې چې یوه نوي څانګه له 5’ څخه 3’ لوري ته سنتیز کېږي). د DNA سنتیز لپاره څلور جلا میکانیزمونه پېژندل شوي دي:

 ټولې حجروي ژوندۍ بڼې او د DNA ډېري ویروسونه، فاژونه او پلاسمیدونه یو پرایمېز کاروي ترڅو د یوه ازاد 3’ هایدروکسیل ګروپ په واسطه (چې وروسته د DNA یوه پولیمیرېز پر مټ غځېږي) د RNA یو لنډ پرایمر سنتیز کړي.
 رترو عنصرونه (د رترو ویروسونو په شمول) له یوې لېږدوونکې RNA څخه کار اخلي چې د DNA غبرګېدنه د ازاد 3’ هایدروکسیل ګروپ په رامنځ‌ته کولو سره پیلوي؛ دغه هایدروکسیل ګروپ د غځېدنې لپاره د معکوس ټرانسکرپت کوونکي انزایم له‌خوا کارول کېږي.
 په ادنو ویروسونو او د باکتریا فاژونو په ϕ29 ډله کې، د 3’ هایدروکسیل ګروپ، جېنوم ته د نښتي پروټین (وروستنی پروټین) د یوه امینو اسید د یوه اړخیز ځنځیر پر مټ رامنځ‌ته کېږي، چې نوکلوتیدونه ورته د DNA پولیمیرېز له‌خوا د یوې نوې څانګې جوړولو لپاره وراضافه کېږي.
 د DNA په یوه‌څانګه‌ییز ویروسونو کې – د ویروسونو هغه ډله چې سېرکو ویروسونه، جمیني ویروسونه، پاروو ویروسونه او داسې نور په کې شامل دي – او همدا راز په ډېریو هغو فاژونو او پلاسمیدونو کې چې د څرخېدونکې دایرې غبرګېدنې (RCR) میکانیزم څخه کار اخلي، د RCR دننی نوکلاز د جېنوم په څانګه (یوه‌څانګه‌ییز ویروسونه) یا د DNA په یوې څانګه (پلاسمیدونه) کې یوه تشه (سوری) رامنځ‌ته کوي. د سورۍ شوې څانګې 5’ څوکه پر نوکلاز باندې پاتې شوي تایروسین ته انتقالېږي او وروسته بیا د ازاد 3’ هایدروکسیل ګروپ د DNA پولیمیرېز له‌خوا د نوې څانګې سنتیز کولو لپاره کارول کېږي. 

 سرچينې