Geht die DNA-Polymerase immer in die gleiche Richtung?

Zusammenfassung:

In Bakterien oder Organismen mit nur einem gut definierten Replikationsursprung und einem zirkulären Chromosom wird ja für eine gegebene DNA-Region derselbe Strang diskontinuierlich repliziert.

Bei Tieren hoher Ordnung, die Chromosomen unter Verwendung mehrerer Replikationsursprünge ( ori ) replizieren, ist dies weniger klar, da die Art und Weise, wie ori erkannt werden, noch nicht vollständig verstanden ist, aber die DNA-Struktur zu beinhalten scheint. Die Chromatinstruktur ist dynamisch, was bedeutet, dass Ori wahrscheinlich auch dynamisch sind, was dazu führt, dass definierte Regionen der DNA wahrscheinlich nicht immer diskontinuierlich von einem gut definierten Strang repliziert werden (dh die DNA-Replikation beginnt möglicherweise nicht immer an genau denselben Stellen).

Zunächst einmal, wie Sie wahrscheinlich wissen, wird DNA immer in einer 5'- bis 3'-Richtung transkribiert. Das Warum wird in diesem Beitrag gut beantwortet .

DNA-Replikationsgabeln beginnen an Replikationsursprüngen. Replikationsursprünge werden durch Ursprungserkennungskomplexe erkannt . Die Art und Weise, wie die DNA-Replikation erfolgt, besteht darin, dass sich zwei DNA-Polymerase-Komplexe in entgegengesetzter Richtung (dh zwei bidirektionale Replikationsgabeln) vom Ursprung aus bewegen, wie im folgenden Schema gezeigt :

Dies bedeutet, dass bei konstanten Replikationsursprüngen in einem Organismus (wie Bakterien, die normalerweise nur einen einzigen Replikationsursprung haben) und bei einer Replikation der DNA in 5'-3'-Richtung, gleiche Stränge diskontinuierlich vom Ursprung repliziert werden ( dh im Schema das untere links und das obere rechts). Eine globale Ansicht der Replikation auf Chromosomenebene in Bakterien ist hier unten dargestellt :

Bei komplexeren Organismen ist der Replikationsursprung nun nicht eine einzelne Stelle, sondern mehrere über Chromosomen (30.000-50.000 ori beim Menschen). Wo genau die DNA-Replikation beginnt, ist noch nicht vollständig geklärt. Die DNA-Sequenz spielt wahrscheinlich eine Rolle, aber es wurden keine hochkonservierten Consensus-Sequenzen gefunden, und es wird angenommen, dass die Replikationsursprünge stattdessen mit der Struktur der DNA verbunden sind. Im Wesentlichen scheint die Chromatinstruktur vorzuschreiben, wo die DNA-Replikation beginnt, und da die Chromatinstruktur innerhalb einer Zelle dynamisch ist, ist es wahrscheinlich, dass die Replikationsursprünge ebenfalls dynamisch sind, was die Identifizierung der diskontinuierlich replizierten Stränge sehr schwierig macht (Méchali M , 2010) .

Wenn Sie sich schließlich fragen, was passiert, wenn zwei Replikationsgabeln kollidieren, nun, die Antwort ist einfach, die Replikation stoppt und die beiden DNA-Polymerase-Komplexe verlassen die DNA.