6.6:

6.6: Синтез отстающих нитей

Lagging Strand Synthesis

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

6.5: Proofreading

6.7: DNA Helicases

48,782 Views

•

01:59 min

•

November 23, 2020

Overview

Во время репликации комплементарные цепи в двухцепочечной ДНК синтезируются с разной скоростью. Сначала начинается репликация в лидирующей цепи. Наотстающей цепи репликация начинается позже, происходит медленнее и продолжается прерывисто.

Существует несколько основных различий между синтезом лидирующей цепи и синтезом отстающей цепи. 1) Синтез лидирующей цепи происходит в направлении раскрытия репликационной вилки, тогда как синтез отстающей цепи происходит в противоположном направлении. 2) Для синтеза лидирующей цепи необходим один праймер, тогда как для синтеза отстающей цепи требуется несколько РНК праймеров. 3) После синтеза начального праймера лидирующей цепи требуется только ДНК-полимераза для продолжения репликации, тогда как отстающей цепи необходимо несколько ферментов, включая ДНК-полимеразу I, РНКазу H и лигазу. 4) Лидирующая нить синтезируется как непрерывный кусок, тогда как отстающая нить синтезируется как серия более коротких участков, называемых фрагментами Оказаки. Таким образом, синтез отстающей цепи – это многоступенчатый процесс, включающий сложную координацию между различными молекулами.

Из-за различных размеров генома прокариот и эукариот процесс синтеза отстающей цепи у них различается. Наиболее заметное различие – длина фрагментов Оказаки. Средняя длина фрагмента Оказаки составляет около 1000—2000 нуклеотидов у прокариот, и всего от 100 до 200 нуклеотидов у эукариот.

Transcript

Дополняющие друг друга цепи в двухцепочечной ДНК реплицируются с разной скоростью. На одной ветви репликация непрерывный и быстрый процесс. Вновь сформированная дочерняя цепь называется лидирующей цепью.

На другой цепи, процесс репликации прерывистый, идёт относительно медленнее, и начинается немного позже. Эта дочерняя цепь известна как отстающая цепь. ДНК-полимеразы могут синтезировать ДНК только в направлении от праймера 5 к праймеру 3.

Из-за этого лидирующая цепь синтезируется непрерывно. Однако, ДНК-полимераза не может синтезировать ДНК в направлении от праймера 3 к праймеру 5 на отстающей цепи. Для решения этой проблема, синтез ДНК осуществляется беспрерывно в направлении праймер 5 праймер 3″Фермент ДНК примаза, который присутствует рядом с разветвлением вилки репликации, будет синтезировать несколько праймеров РНК на отстающей цепи по мере того, как ДНК раскручивается.

Затем ДНК-полимераза синтезирует ДНК на конце праймера до тех пор, пока он не встретит следующий праймер. Этот цикл синтеза праймеров примазой, и последующее удлинение ДНК полимеразой продолжается вдоль отстающей цепи. Результирующие короткие фрагменты ДНК известны как фрагменты Оказаки.

Затем фермент R-наза H удаляет праймеры РНК находящиеся между фрагментами Оказаки. Еще одна ДНК-полимераза затем заполняет пустые пробелы, оставшиеся после удаления РНК-праймеров. Однако, ДНК-полимераза не может заполнить насечки, имеющиеся между фрагментами Оказаки.

Эта последняя задача выполняется ферментом ДНК лигазой, который соединяет конец праймера 3 одного фрагмента с концом праймера 5 другого, чтобы переделать прерывистую отстающую цепь непрерывной.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for

Tags

Синтез запаздывающей цепи репликация ДНК ведущая цепь отстающая цепь ДНК-полимераза синтез ДНК РНК-праймеры фрагменты оказаки РНКаза H ДНК-полимераза