Nehmen wir an, wir haben zwei DNA-Moleküle gleicher Länge , von denen eines zu einem Prokaryoten und das andere zu einem Eukaryoten gehört. Es ist bekannt, dass die Replikation der eukaryotischen DNA in diesem Fall schneller abläuft. Ein klarer Grund dafür ist, dass lineare DNA mehrere Replikationsursprünge hat, während zirkuläre DNA nur einen hat.
Nun zurück zur eigentlichen Frage: Spielt es für die Replikationsrate eine Rolle, ob die DNA zirkulär oder linear ist? Trägt es dazu bei, dass die eukaryotische DNA-Replikation in unserem speziellen Fall schneller abläuft ?
Eine Sache, die ich in einer alten Überarbeitung dieses Wikipedia-Artikels gefunden habe , ist folgende:
Ein Grund dafür, dass sich viele Organismen zu linearen Chromosomen entwickelt haben, liegt in der Größe ihres Genoms. Lineare Chromosomen erleichtern die Transkription und Replikation großer Genome. Wenn ein Organismus ein sehr großes Genom hätte, das in einem kreisförmigen Chromosom angeordnet ist, hätte er potenzielle Probleme beim Abwickeln aufgrund von Torsionsbelastung.
Daraus schließe ich, dass die Replikationsrate nicht direkt beeinflusst wird. Es ist enger damit verbunden, andere Probleme zu vermeiden, die dadurch entstehen, dass eukaryotische DNA-Moleküle typischerweise länger sind als prokaryotische. Aber in unserem Fall, in dem wir beide DNAs als gleich lang deklarieren, gehe ich davon aus, dass zirkulär vs. linear keinen Einfluss auf die DNA-Replikationsrate hat.
Liege ich also mit meinen Vermutungen richtig?
Es ist bekannt, dass die Replikation der eukaryotischen DNA in diesem Fall schneller ist (wo DNA-Moleküle gleich lang sind), weil Eukaryoten lineare Chromosomen haben, während Prokaryoten kreisförmige haben
Wenn es sinnvoll ist, einen solchen Satz zu bilden, der die Linearität als Ursache darstellt, dann genügt das in diesem Fall meiner Definition von direkt Betroffenen . Diese Behauptung lässt sich beispielsweise leicht aufstellen, wenn man die Anzahl der Replikationsursprünge als Ursache anführt. Ich habe mir das von Ihnen erwähnte Lehrbuch angesehen und die Menge der Replikationsursprünge wird tatsächlich so erwähnt.
Ich ging weiter und las ein bisschen mehr in diesem Lehrbuch. Was ich verstanden habe, ist: Ein eukaryotisches lineares Chromosom hat mehrere Replikationsursprünge und nicht einen einzigen, um seine viel größere Größe zu kompensieren. Während also die Form ein Faktor sein könnte (möglicherweise, nicht sicher), ist der primäre und "direkte" Grund der Größenunterschied, nicht die Form.
Ich bin mir nicht sicher, ob ich richtig verstehe, was Sie mit direkt betroffen meinen .
Ich werde unten einige Möglichkeiten auflisten (Als Referenz können Sie jedes Genetik-Lehrbuch, das ich verwende, Genetics: A conceptional approach von Pierce sehen, aber ich denke, jedes Lehrbuch würde ausreichen).
Porkaryotische Polymerasen (die normalerweise zirkuläre DNA verarbeiten) haben eine höhere Nukleotidgeschwindigkeit pro Sekunde als eukaryotische Polymerasen (die lineare DNA verarbeiten). Bedeutet dies, dass sich die Form direkt auf die Geschwindigkeit auswirkt? In diesem Fall würde ich nein sagen. Es ist nur ein Unterschied zwischen prokaryotischen und eukariotischen Polymerasen. Einige Prokaryoten haben lineare Chromosomen und ihre Polymerase ist immer noch schneller als eukaryotische Polymerasen.
Ein prokaryotisches Chromosom hat nur einen Replikationsursprung, während ein eukaryotisches Chromosom mehrere davon hat, so dass Eukaryoten sogar in einem einzigen Chromosom parallelisieren. Bedeutet dies, dass sich die Form direkt auf die Geschwindigkeit auswirkt? In diesem Fall würde ich ja sagen. Aufgrund sterischer Effekte hat die Form des Chromosoms mit der Fähigkeit zu tun, mehrere Replikationsursprünge zu haben, auch wenn die Längen gleich sind. Bearbeiten : Nach Veds Kommentar wurde mir klar, dass dies auch nicht unbedingt wahr ist. Nicht alle kreisförmigen Chromosomen haben einen einzigen Replikationsursprung; Archaea haben kreisförmige Chromosomen mit mehr als einem Replikationsursprung
Lineare Chromosomen lassen sich leichter abwickeln. Bedeutet dies, dass sich die Form direkt auf die Geschwindigkeit auswirkt? Ich würde sagen, ja für große Chromosomen und nein für kleine Chromosomen. Bearbeiten : Nach Davids Kommentar wurde mir klar, dass ich nicht wirklich sicher bin, ob lineare Chromosomen einfacher abzuwickeln sind. Ein Wikipedia- Eintrag besagt dies, aber ich habe mir das Papier angesehen, auf das sie verwiesen , und keine wirkliche Aussage dazu gefunden.
Wichtig: Wenn die DNA-Moleküle, die Sie vergleichen, ein prokaryotisches und ein eukaryotisches und sehr kurzes sind, würde ich meine 5 Dollar darauf verwetten, dass prokaryotische (zirkuläre) schneller sind, da die eukaryotischen DNA-Polymerasen ohne all die Parallelisierung langsamer sind als prokaryotische .
David
Ved
David
Ved