Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

13.6: Replicatie in Eukaryoten
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Replicatie in Eukaryoten
 
Deze voice-over is door de computer gegenereerd
TRANSCRIPT
* De tekstvertaling is door de computer gegenereerd

13.6: Replicatie in Eukaryoten

Overzicht

In eukaryote cellen is DNA-replicatie sterk geconserveerd en strak gereguleerd. Meerdere lineaire chromosomen moeten met hoge betrouwbaarheid worden gedupliceerd voordat de celdeling plaatsvindt, dus er zijn veel eiwitten die gespecialiseerde rollen vervullen in het replicatieproces. Replicatie vindt plaats in drie fasen: initiatie, verlenging en beëindiging, en eindigt met twee complete sets chromosomen in de kern.

Veel eiwitten orkestreren replicatie bij de oorsprong

Eukaryote replicatie volgt veel van dezelfde principes als prokaryote DNA-replicatie, maar omdat het genoom veel groter is en de chromosomen eerder lineair dan circulair zijn, vereist het proces meer eiwitten en heeft het een paar belangrijke verschillen. Replicatie vindt gelijktijdig plaats op meerdere replicatieplaatsen langs elk chromosoom. Initiator-eiwitten herkennen en binden zich aan de oorsprong en rekruteren helicase om de dubbele DNA-helix af te wikkelen. Op elk punt van oorsprong vormen zich twee replicatievorken. Primase voegt vervolgens s toehort RNA-primers naar de enkele DNA-strengen, die dienen als een startpunt voor DNA-polymerase om te binden en de sequentie te kopiëren. DNA kan alleen worden gesynthetiseerd in de 5'- naar 3'-richting, dus replicatie van beide strengen van een enkele replicatievork verloopt in twee verschillende richtingen. De leidende streng wordt continu gesynthetiseerd, terwijl de achterblijvende streng wordt gesynthetiseerd in korte stukken met een lengte van 100-200 basenparen, genaamd Okazaki-fragmenten. Zodra het grootste deel van de replicatie is voltooid, verwijderen RNase-enzymen de RNA-primers en voegt DNA-ligase eventuele gaten in de nieuwe streng samen.

Het replicatiewerk verdelen over polymerasen

De werklast van het kopiëren van DNA in eukaryoten is verdeeld over meerdere verschillende soorten DNA-polymerase-enzymen. Grote families van DNA-polymerasen in alle organismen worden gecategoriseerd door de gelijkenis van hun eiwitstructuren en aminozuursequenties. De eerste families die werden ontdekt, werden A, B, C en X genoemd, met families Y aen D later geïdentificeerd. Familie B-polymerasen in eukaryoten omvatten Pol α, dat ook fungeert als een primase bij de replicatievork, en Pol δ en ε, de enzymen die het meeste werk doen van DNA-replicatie op respectievelijk de leidende en de achterblijvende strengen van de sjabloon. Andere DNA-polymerasen zijn verantwoordelijk voor taken als het repareren van DNA-schade, het kopiëren van mitochondriaal en plastide-DNA en het opvullen van hiaten in de DNA-sequentie op de achterblijvende streng nadat de RNA-primers zijn verwijderd.

Telomeren beschermen de uiteinden van de chromosomen tegen afbraak

Omdat eukaryote chromosomen lineair zijn, zijn ze vatbaar voor afbraak aan de uiteinden. Om belangrijke genetische informatie tegen beschadiging te beschermen, bevatten de uiteinden van chromosomen veel niet-coderende herhalingen van sterk geconserveerd G-rijk DNA: de telomeren. Een korte enkelstrengige 3'-overhang aan elk uiteinde van het chromosoom interageert met gespecialiseerde eiwitten, die het chromosoom in de kern stabiliseren. BecauVanwege de manier waarop de achterblijvende streng wordt gesynthetiseerd, kan een kleine hoeveelheid van het telomere DNA niet bij elke celdeling worden gerepliceerd. Als gevolg hiervan worden de telomeren geleidelijk korter in de loop van vele celcycli en kunnen ze worden gemeten als een marker van cellulaire veroudering. Bepaalde celpopulaties, zoals kiemcellen en stamcellen, brengen telomerase tot expressie, een enzym dat de telomeren verlengt, waardoor de cel meer celcycli kan ondergaan voordat de telomeren korter worden.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter