Question 1

Warum wird DNA auf dem führenden und dem hinteren Strang unterschiedlich synthetisiert?

Accepted Answer

DNA-Polymerase kann DNA nur in der 5'-3'-Richtung synthetisieren. Auf dem führenden Strang ermöglicht dies eine kontinuierliche Synthese in Richtung der Replikationsgabel Öffnung. Auf dem verzögerten Strang muss die Synthese in die entgegengesetzte Richtung erfolgen, was eine kontinuierliche Synthese unmöglich macht. Daher verläuft die Synthese des verzögerten Strangs diskontinuierlich in kurzen Fragmenten.

Question 2

Was sind Okazaki-Fragmente und warum werden sie gebildet?

Accepted Answer

Okazaki-Fragmente sind kurze DNA-Segmente, die auf dem hinteren Strang synthetisiert werden. Sie bilden sich, weil die DNA-Polymerase nicht in der 3' zu 5' Richtung synthetisieren kann. Stattdessen synthetisiert die Primase wiederholt RNA-Primer, und die DNA-Polymerase füllt dazwischen, wodurch diskontinuierliche Fragmente entstehen, die später durch die DNA-Ligase zusammengefügt werden.

Question 3

Wie trägt die DNA-Primase zur Synthese der lagging strand bei?

Accepted Answer

DNA-Primase synthetisiert mehrere RNA-Primer auf dem hinteren Strang, während sich die DNA an der Replikationsgabel entfaltet. Diese Primer liefern die 3'-OH-Gruppen, die die DNA-Polymerase für den Beginn der Synthese benötigt. Primase arbeitet wiederholt entlang des hinteren Strangs und ermöglicht so die diskontinuierliche Synthese mehrerer Okazaki-Fragmente.

Question 4

Welche Enzyme sind an der Vervollständigung der Lagging-Strand-Synthese beteiligt?

Accepted Answer

Nachdem die DNA-Polymerase Okazaki-Fragmente synthetisiert hat, entfernt RNase H die RNA-Primer zwischen den Fragmenten. Dann füllt die DNA-Polymerase I die Lücken, die durch die Entfernung der Primer entstanden sind. Schließlich versiegelt die DNA-Ligase die Nicks zwischen den Fragmenten, indem sie das 3'-Ende eines Fragments mit dem 5'-Ende des nächsten verbindet und so einen kontinuierlichen Strang erzeugt.

Question 5

Wie unterscheiden sich die Okazaki-Fragmentlängen zwischen Prokaryoten und Eukaryoten?

Accepted Answer

Prokaryotische Okazaki-Fragmente haben eine durchschnittliche Länge von 1000 bis 2000 Nukleotiden, während eukaryotische Fragmente mit 100 bis 200 Nukleotiden viel kürzer sind. Dieser Unterschied spiegelt die unterschiedlichen Genomgrößen und Replikationsmaschinen von Prokaryoten und Eukaryoten wider und erfordert unterschiedliche Koordinationsstrategien während der Synthese des verzögerten Strangs.

Question 6

Warum erfordert die Lagging-Strand-Synthese mehr Enzyme als die Leading-Strand-Synthese?

Accepted Answer

Die Synthese des führenden Strangs benötigt nur einen einzigen Primer und DNA-Polymerase für die kontinuierliche Replikation. Die Synthese des rückständigen Strangs erfordert mehrere Enzyme – Primase, DNA-Polymerase I, RNase H und DNA-Ligase –, da sie diskontinuierlich in Fragmenten abläuft, die einzeln grundiert, gefüllt und zusammengefügt werden müssen.

Question 7

Was ist die Rolle der DNA-Ligase beim Abschluss der Synthese des verzögerten Strangs?

Accepted Answer

DNA-Ligase katalysiert den letzten Schritt der Lagging-Strang-Synthese, indem sie benachbarte Okazaki-Fragmente verbindet. Sie bildet Phosphodiesterbindungen zwischen dem 3'-Ende eines Fragments und dem 5'-Ende des nächsten, wodurch der diskontinuierliche Lagging-Strang in ein kontinuierliches DNA-Molekül umgewandelt wird.

Synthese des nachlaufenden Strangs - Bewertungsquiz