U replikaciji DNA, vodeći lanac sintetizira se kontinuirano u smjeru od 5′ do 3′, u skladu s kretanjem replikacijske vilice. Njegova sinteza je glatka, olakšana DNA polimerazom III. Suprotno tome, lanac koji zaostaje sintetizira se diskontinuirano u kratkim Okazakijevim fragmentima u smjeru od 3' do 5', dalje od replikacijske vilice.
Ključni za poneti
- Vodeći lanac podvrgava se kontinuiranoj replikaciji, dok zaostali lanac prolazi diskontinuirano replikaciju.
- DNA polimeraza III sintetizira vodeći lanac, dok DNA polimeraza I sintetizira zaostali lanac.
- Vodeći lanac ima manje početnica od lanca koji zaostaje, što zahtijeva višestruke početnice za sintetizaciju Okazakijevih fragmenata.
Vodeći lanac DNK naspram zaostale DNK
Vodeća nit se kontinuirano replicira u smjeru 5'3 kretanja replikacijske vilice. Vodeći lanac ne zahtijeva RNA primer. Lanac koji zaostaje replicira se diskontinuirano u smjeru 3'5 suprotnom od kretanja replikacijske vilice. Zahtijeva RNA primer.
Tabela za usporedbu
| svojstvo | Vodeći Strand | Lagging Strand |
|---|---|---|
| Sinteza | Stalan | Diskontinuirano (Okazakijevi fragmenti) |
| Smjer sinteze | Isto kao kretanje replikacijske vilice (5′ do 3′) | Suprotno kretanju replikacijske vilice (3′ do 5′) |
| Broj potrebnih primera | jedan | Više za svaki Okazakijev fragment |
| Zahtjev za DNA ligazu | Ne | Da, spojiti Okazakijeve fragmente |
| Rast u odnosu na replikacijsku vilicu | Daleko od replikacijske vilice | Prema vilici replikacije |
Što je vodeći DNK lanac?
Pregled
Vodeći lanac DNK je ključna komponenta replikacije DNK, olakšavajući vjerno umnožavanje genetskih informacija. Njegova se sinteza događa kontinuirano i učinkovito tijekom procesa replikacije, osiguravajući brzu i točnu replikaciju cijele molekule DNA.
Proces sinteze
Sinteza vodećeg lanca DNK počinje na početku replikacije, gdje se dvostruka spirala DNK odmotava i formira replikacijske vilice. Enzimi DNA helikaze odmotavaju dvostruku spiralu ispred vilice za replikaciju, stvarajući predloške jednolančane DNK za replikaciju. Primaza zatim sintetizira kratki RNA primer na 3' kraju predloška vodećeg lanca.
Nakon sinteze početnica, DNA polimeraza III, glavni replikativni enzim polimeraze, veže se na RNA početnicu i inicira sintezu DNA. Izdužuje vodeći lanac u smjeru od 5' do 3', neprestano se krećući uzduž lanac predloška prema replikacijskoj vilici. Kako DNA polimeraza III sintetizira vodeći lanac, istiskuje roditeljske lance DNA, koji se kasnije koriste kao predlošci za sintezu zaostalih lanaca.
Kontinuirana sinteza vodećeg lanca osigurava učinkovitu i koordiniranu replikaciju molekule DNA. DNA polimeraza III kreće se duž lanca predloška s visokom procesivnošću, dodajući nukleotide komplementarne roditeljskom lancu DNA s izuzetnom vjernošću. Kako replikacijska vilica napreduje, vodeći se niz brzo izdužuje, što omogućuje brzo i točno umnožavanje genetskog materijala.
Uloga histona
Histoni igraju bitnu ulogu u replikaciji DNA olakšavanjem dostupnosti predloška DNA i stabilizacijom strukture nukleosoma tijekom replikacije. Ti histoni čine dio jezgre nukleosoma, oko koje je omotana DNK kako bi se formirao kromatin. Tijekom replikacije, histoni moraju biti privremeno premješteni kako bi se omogućio pristup DNK šabloni za replikacijske strojeve.
Što je DNK lanac koji zaostaje?
Pregled
Lanac DNK koji zaostaje temeljna je komponenta replikacije DNK, koja djeluje u tandemu s vodećim lancem kako bi se osiguralo točno i potpuno dupliciranje genetskog materijala. Za razliku od vodećeg lanca, lanac koji zaostaje sintetizira se diskontinuirano u kratkim fragmentima koji se nazivaju Okazaki fragmenti, zahtijevajući specijalizirane mehanizme za osiguranje učinkovite replikacije.
Proces sinteze
Sinteza zaostalog lanca DNA događa se istodobno s vodećim lancem, ali se odvija u suprotnom smjeru. Kako replikacijska vilica napreduje, DNA helikaza odmotava dvostruku spiralu, generirajući jednolančane predloške DNA za replikaciju. Primase sintetizira kratke RNA početnice u intervalima duž predloška zaostalog lanca.
DNA polimeraza III zatim se veže na RNA početnice i inicira sintezu DNA, sintetizirajući kratke Okazakijeve fragmente u smjeru od 5' do 3' od replikacijske vilice. Svaki Okazakijev fragment ima duljinu od 100 do 1000 nukleotida. Diskontinuirana sinteza zaostalog lanca zahtijeva periodičnu sintezu RNA početnica od strane primaze za pokretanje svakog fragmenta.
Kako DNA polimeraza III sintetizira Okazakijev fragment, na kraju nailazi na prethodnu RNA početnicu susjednog fragmenta. U ovoj točki, enzim sintetizira DNA u smjeru od 5' do 3', istiskujući RNA početnicu i ostavljajući razmak između fragmenata. DNA polimeraza I zatim uklanja RNA početnicu i popunjava prazninu nukleotidima DNA, sintetizirajući kontinuirani lanac DNA komplementaran predlošku zaostalog lanca.
Glavne razlike između vodećeg i zaostalog lanca DNK
- Smjer sinteze:
- Vodeći lanac: sintetiziran kontinuirano u smjeru od 5′ do 3′, u skladu sa smjerom kretanja replikacijske vilice.
- Lagging Strand: Sintetiziran diskontinuirano u smjeru od 5' do 3' od replikacijske vilice, što rezultira stvaranjem Okazakijevih fragmenata.
- Zahtjevi za temeljni premaz:
- Vodeći lanac: Za početak sinteze potreban je samo jedan RNA primer na početku replikacije.
- Lagging Strand: Zahtijeva višestruke RNA početnice, razmaknute duž predloška, za pokretanje sinteze svakog Okazakijevog fragmenta.
- Učinkovitost sinteze:
- Vodeći lanac: sintetizira se učinkovito i brzo zbog svoje kontinuirane prirode, što dovodi do brze replikacije molekule DNA.
- Lagging Strand: Sintetiziran je manje učinkovito zbog svoje diskontinuirane prirode, zahtijevajući sintezu i obradu više Okazakijevih fragmenata, što rezultira sporijom replikacijom.
- Formiranje Okazakijevih fragmenata:
- Vodeći pramen: Ne stvara Okazakijeve fragmente; sinteza se odvija kontinuirano bez prekida.
- Lagging Strand: Formira Okazakijeve fragmente zbog diskontinuirane prirode sinteze, što rezultira stvaranjem kratkih fragmenata DNK koji se moraju spojiti.
- Kretanje polimeraze:
- Vodeći lanac: DNA polimeraza se kontinuirano kreće duž predložnog lanca prema replikacijskoj vilici.
- Zaostali lanac: DNK polimeraza se pomiče na diskontinuiran način, sintetizirajući Okazakijeve fragmente dalje od replikacijske vilice.
- Mehanizmi obrade:
- Vodeći pramen: Zahtijeva minimalnu obradu; sintetizirana DNA izravno se ugrađuje u rastući lanac.
- Zaostali lanac: Zahtijeva dodatne korake obrade kao što je uklanjanje RNA primera, popunjavanje praznina i spajanje Okazakijevih fragmenata za stvaranje kontinuiranog lanca DNA.
- https://science.sciencemag.org/content/300/5623/1300.abstract
- https://www.embopress.org/doi/abs/10.1093/emboj/18.22.6561
Zadnje ažuriranje: 28. veljače 2024
Uložio sam mnogo truda u pisanje ovog posta na blogu kako bih vam pružio vrijednost. Bit će mi od velike pomoći ako razmislite o tome da to podijelite na društvenim medijima ili sa svojim prijateljima/obitelji. DIJELJENJE JE ♥️
Piyush Yadav proveo je posljednjih 25 godina radeći kao fizičar u lokalnoj zajednici. On je fizičar koji strastveno želi učiniti znanost dostupnijom našim čitateljima. Posjeduje diplomu prirodnih znanosti i poslijediplomski studij znanosti o okolišu. Više o njemu možete pročitati na njegovom bio stranica.
Znanstveni žargon korišten u ovom postu prilično je zabavan. Skoro da sam mogao čuti autorovu strast prema temi kako dolazi kroz objašnjenja!
Drago mi je da ti je to bilo zabavno, Oscar. Ponekad znanstveni žargon može biti intrigantan i zabavan.
Slažem se, Oscar. Lijepo je vidjeti autora koji je entuzijastičan za svoju temu.
Objašnjenja vodećih i zaostalih niti bila su vrlo jasna, a post je učinio temu puno lakšom za razumijevanje.
I ja tako mislim, Jim. Uvijek je lijepo naići na članke koji pojednostavljuju složene teme kao što je ovaj.
Slažem se, Jim. Ovaj post je prezentirao materijal na vrlo pristupačan način.
Ovaj post je prekompliciran i zamršen. Trebalo bi ga pojednostaviti kako bi ga šira publika razumjela.
Shvaćam što govoriš, Fox. To je definitivno složena tema, ali njezino previše pojednostavljivanje može dovesti do gubitka važnih detalja.
Pojedinosti o DNA polimerazi III koja sintetizira vodeći lanac i DNA polimerazi I koja sintetizira zaostali lanac bile su posebno informativne.
Fascinantno je koliko je proces replikacije DNK složen i zamršen, zar ne?
Slažem se, Patrick. To je i za mene bio ključni zaključak.
Razlika između vodećih i zaostalih niti bila je dobro objašnjena i lako razumljiva.
I meni je vrlo jasno, Progers. Objašnjenja su bila temeljita i sažeta.
Razočaran sam nedostatkom dubine u ovom postu. Jedva da zagrebe po površini teme.
Smatram da je prilično opsežan, ali poštujem vaše mišljenje.
Razumijem tvoje stajalište, James. Možda je mogao zaroniti u naprednije koncepte kako bi pružio dodatnu dubinu.
Način na koji je post uspoređivao parametre vodećih i zaostalih DNK lanaca bio je nevjerojatno koristan za razumijevanje razlika.
Potpuno se slažem, Kyle. Usporedna tablica bila je vrlo učinkovita u isticanju razlika.
Hvala vam na tako informativnom postu! Naučio sam mnogo o replikaciji DNK i razlikama između vodećeg i zaostalog lanca. Ovo je fascinantno.
Potpuno se slažem, Tracy. Post je bio dobro napisan i vrlo poučan.
I meni je bilo jako zanimljivo. Nisam znao za razlike između vodećih i zaostalih niti prije nego sam ovo pročitao.
Članak je bio vrlo informativan i dobro strukturiran.
Vrlo je važno imati jasnu strukturu znanstvenih članaka. Ovaj je to definitivno postigao.
Slažem se, Erin. Cijenio sam jasna objašnjenja i organizaciju informacija.
Smatram da je post vrlo poučan i zanimljiv.
Apsolutno, Kyle. Nadam se da ću u budućnosti vidjeti više ovakvih postova.
Slažem se, Kyle. Bilo je to zadivljujuće štivo.