Back to chapter

6.6:

Kesintili İplik Sentezi

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

Languages

Share

Çift zincirli DNA’daki tamamlayıcı zincirler, farklı hızlarda kopyalanır Zincirlerden birinde, replikasyon süreci sürekli ve hızlıdır. Bu yeni oluşan yavru zincire öncü zincir denir. Diğer zincirde replikasyon süreci kesintilidir, nispeten yavaştır ve diğerinden biraz daha geç başlar.Bu yavru zincire, gecikmeli zincir denir. DNA polimeraz, yalnızca 5’3’yönünde DNA sentezleyebilir. Bu nedenle, öncü zincir sürekli olarak sentezlenir.Ancak, DNA polimeraz, gecikmeli zincirde 3’5’yönünde DNA sentezleyemez. Bu problemin üstesinden gelmek için, 5’3’yönünde DNA sentezi aralıklı olarak gerçekleştirilir. Replikasyon çatalının açıklığının yakınında bulunan enzim DNA primaz, DNA sarmalı çözülürken gecikmeli zincir üzerinde birçok RNA primeri sentezler.Daha sonra DNA polimeraz, bir sonraki primerle karşılaşana kadar, primerin üzerinde DNA sentezler. Primaz tarafından gerçekleştirilen bu primer sentezi döngüsü ve ardından polimeraz tarafından gerçekleştiren DNA uzaması gecikmeli zincir boyunca devam eder. Elde edilen kısa DNA fragmentleri, Okazaki fragmentleri olarak bilinir.RNaz H enzimi daha sonra Okazaki fragmentleri arasına dağılmış RNA primerlerini giderir. Daha sonra başka bir DNA polimeraz, RNA primerlerinin giderilmesinden sonra kalan boş yerleri doldurur. Ancak, DNA polimeraz Okazaki fragmentleri arasında bulunan boşlukları dolduramaz.Bu son görev, bir fragmentin 3’ucunu diğerinin 5’ucu ile birleştirerek aralıklı gecikmeli zinciri sürekli zincire dönüştüren, enzim DNA ligaz tarafından gerçekleştirilir.

6.6:

Kesintili İplik Sentezi

Replikasyon sırasında, çift iplikli DNA'daki tamamlayıcı iplikçikler farklı oranlarda sentezlenir. Çoğaltma ilk önce önde gelen iplikçikleriyle başlar. Çoğaltma daha sonra başlar, daha yavaş gerçekleşir ve gecikmeli iplikçik üzerinde süreksiz bir şekilde ilerler.

Önde gelen ipliğin sentezi ile gecikmeli ipliğin sentezi arasında birkaç önemli fark vardır. 1) Önde gelen iplikçik sentezi, çoğaltma çatalı açıklığı yönünde gerçekleşirken, gecikmeli iplikçik sentezi ters yönde gerçekleşir.  2) Önde gelen iplikçik sentezi için tek bir astara ihtiyaç duyulurken, gecikmeli iplikçik sentezi için çoklu RNA primerleri gereklidir. 3) İlk primer sentezinden sonra, önde gelen iplikçik replikasyonun devam etmesi için sadece DNA polimerazına ihtiyaç duyarken, geri kalan iplikçik DNA polimeraz I, Rnaz H ve ligaz dahil olmak üzere çoklu enzimlere ihtiyaç duyar. 4) Önde gelen iplikçik sürekli bir parça olarak sentezlenirken, gecikmeli iplikçik Okazaki fragmanları adı verilen bir dizi kısa parça olarak sentezlenir. Bu nedenle, gecikmeli iplikçik sentezi, farklı moleküller arasında karmaşık koordinasyonu içeren çok adımlı bir süreçtir.

Prokaryotların ve ökaryotların farklı genom boyutları nedeniyle, iplikçik sentezinin gecikmesi süreci aralarında farklılık gösterir. En belirgin fark Okazaki parçalarının uzunluğudur. Okazaki fragmanının ortalama uzunluğu prokaryotlarda yaklaşık 1000 ila 2000 nükleotittir, ancak ökaryotlarda sadece 100 ila 200 nükleotittir.

Suggested Reading

  1. Okazaki, Tsuneko. "Days weaving the lagging strand synthesis of DNA—A personal recollection of the discovery of Okazaki fragments and studies on discontinuous replication mechanism—." Proceedings of the Japan Academy, Series B 93, no. 5 (2017): 322-338.
  2. Hamdan, Samir M., and Antoine M. van Oijen. "Timing, coordination, and rhythm: acrobatics at the DNA replication fork." Journal of Biological Chemistry 285, no. 25 (2010): 18979-18983.
  3. Chagin, Vadim O., Jeffrey H. Stear, and M. Cristina Cardoso. "Organization of DNA replication." Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2, no. 4 (2010): a000737.