6.6:

6.6: Synteza nici opóźnionej

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

Lagging Strand Synthesis

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

48,746 Views

•

01:59 min

•

November 23, 2020

Podczas replikacji komplementarne nici w dwuniciowym DNA są syntetyzowane z różną szybkością. Replikacja rozpoczyna się najpierw na nici wiodącej. Replikacja rozpoczyna się później, przebiega wolniej i przebiega w sposób nieciągły na opóźnionej nici.

Istnieje kilka zasadniczych różnic między syntezą nici wiodącej a syntezą nici opóźnionej. 1) Synteza nici wiodącej zachodzi w kierunku otwierania widełek replikacyjnych, podczas gdy synteza nici opóźnionej zachodzi w przeciwnym kierunku. 2) Do syntezy nici wiodącej potrzebny jest pojedynczy starter, podczas gdy do syntezy nici opóźnionej wymaganych jest wiele starterów RNA. 3) Po początkowej syntezie starterów nić wiodąca potrzebuje tylko polimerazy DNA, aby replikacja była kontynuowana, podczas gdy nić opóźniona potrzebuje wielu enzymów, w tym polimerazy DNA I, RNazy H i ligazy. 4) Nić wiodąca jest syntetyzowana jako kawałek ciągły, podczas gdy nić opóźniona jest syntetyzowana jako seria krótszych kawałków zwanych fragmentami Okazaki. Tak więc synteza nici opóźnionej jest procesem wieloetapowym obejmującym wyrafinowaną koordynację między różnymi cząsteczkami.

Ze względu na różne rozmiary genomów prokariontów i eukariontów proces syntezy nici opóźnionej różni się między nimi. Najbardziej rzucającą się w oczy różnicą jest długość fragmentów Okazaki. Średnia długość fragmentu Okazaki wynosi około 1000 do 2000 nukleotydów u prokariontów, ale tylko od 100 do 200 nukleotydów u eukariontów.

Transcript

Komplementarne nici w dwuniciowym DNA replikują się w różnym tempie. Na jednym pasmie proces replikacji jest ciągły i szybki; Ta nowo utworzona nić potomna nazywana jest nicią wiodącą.

Na drugiej nici proces replikacji jest nieciągły, stosunkowo wolniejszy i rozpoczyna się nieco później; ta nić potomna jest znana jako nić opóźniona.

Polimeraza DNA może syntetyzować DNA tylko w kierunku od 5 ‘do 3’. Z tego powodu nić wiodąca jest syntetyzowana w sposób ciągły.

Jednak polimeraza DNA nie może syntetyzować DNA w kierunku od 3 ‘do 5’ na opóźnionej nici.

Aby poradzić sobie z tym problemem, synteza DNA odbywa się w sposób nieciągły w kierunku od 5′ do 3′.

Enzym prymaza DNA, który jest obecny w pobliżu otwarcia widełek replikacyjnych, będzie syntetyzować wiele starterów RNA na opóźnionej nici w miarę rozwijania DNA.

Następnie polimeraza DNA syntetyzuje DNA na końcu startera, aż napotka następny starter.

Ten cykl syntezy starterów przez prymazę i późniejszego wydłużania DNA przez polimerazę jest kontynuowany wzdłuż opóźnionej nici. Powstałe w ten sposób krótkie fragmenty DNA są znane jako fragmenty Okazaki.

Enzym RNaza H następnie usuwa startery RNA przeplatane między fragmentami Okazaki.

Inna polimeraza DNA następnie wypełnia puste przestrzenie pozostałe po usunięciu starterów RNA.

Jednak polimeraza DNA nie może wypełnić nacięć obecnych między fragmentami Okazaki.

To ostatnie zadanie jest wykonywane przez enzym ligazę DNA, który łączy koniec 3′ jednego fragmentu z końcem 5′ drugiego, aby nieciągłą opóźnioną nić przekształcić w ciągłą.