Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Biologie

Waarom groeit de ene DNA -streng nucleotide tegelijk en wordt de andere in korte fragmenten geassembleerd?

U verwijst naar de Leading Strand en Lagging Strand In DNA -replicatie. Het verschil in hun synthesemethoden komt voort uit het volgende:

1. De directionaliteit van DNA Polymerase:

* DNA -polymerase, het enzym dat verantwoordelijk is voor het bouwen van nieuwe DNA -strengen, kan alleen nucleotiden toevoegen in de richting 5 'tot 3' . Dit betekent dat het alleen een nieuw nucleotide kan bevestigen aan de 3 'hydroxylgroep van het bestaande nucleotide.

2. Antiparallelle aard van DNA:

* De twee DNA -strengen lopen in tegengestelde richtingen (antiparallel), één in de 5 'tot 3' -richting en de andere in de richting van 3' tot 5 '.

3. De replicatievork:

* DNA -replicatie begint op een punt dat de oorsprong van replicatie wordt genoemd, en de twee strengen scheiden om een replicatievork te maken.

Toonaangevende streng:

* De leidende streng wordt continu gesynthetiseerd omdat het uiteinde van 3 'de replicatievork uitkomt, waardoor DNA -polymerase nucleotiden direct kan toevoegen als de vork opent.

Lagging Strand:

* De 3 'uiteinde van de Lagging Strand is weg van de replicatievork. Dit betekent dat DNA -polymerase het niet continu kan synthetiseren. In plaats daarvan wordt het gesynthetiseerd in korte fragmenten genaamd Okazaki -fragmenten (ongeveer 100-200 nucleotiden lang).

Het proces van achterblijvende strengsynthese:

1. RNA -primer: Een RNA -primer wordt vastgelegd door primase aan het 5 'uiteinde van de achterblijvende streng.

2. DNA -polymerase voegt nucleotiden toe: DNA -polymerase breidt de primer uit in de richting van 5 'tot 3'.

3. Discontineuze synthese: De achterblijvende streng groeit in korte fragmenten, elk beginnend met een nieuwe primer.

4. Exonuclease verwijdert primers: Zodra het fragment is voltooid, wordt de RNA -primer verwijderd door een exonuclease.

5. DNA -ligase verbindt fragmenten: De opening tussen de fragmenten wordt gevuld met DNA -polymerase en de fragmenten worden samengevoegd door DNA -ligase.

Samenvattend:

De leidende streng kan continu worden gesynthetiseerd omdat het uiteinde van 3 'de replicatievork wordt geconfronteerd, waardoor de toevoeging van continue nucleotide mogelijk is. De achterblijvende streng, weg van de vork, moet discontinu worden gesynthetiseerd in korte fragmenten vanwege de 5 'tot 3' directionaliteit van DNA -polymerase.