Wie fügt die DNA-Polymerase I dNTPs ohne 3'-OH hinzu, nachdem der Primer vom führenden Strang entfernt wurde?

Ich habe eine Frage zur Replikation in Prokaryoten. Das habe ich in der Schule gelernt:

  1. DNA-Polymerase benötigt 3'-OH, um ein dNTP hinzuzufügen.
  2. Die Chromosomen von Prokaryoten sind normalerweise kreisförmig.
  3. Der Primer im führenden Strang (natürlich auch die Primer im nachlaufenden Strang) wird durch die 5'→3'-Exonuklease-Aktivität der DNA-Polymerase I entfernt.

Es ist sinnvoll, dass auf dem nacheilenden Strang die Primer entfernt und dann durch neue dNTPs ersetzt werden, wobei das 3'-OH des vorherigen Okazaki-Fragments verwendet wird. Für den Primer auf dem Leitstrang gibt es jedoch kein Okazaki-Fragment stromaufwärts und somit kein 3'OH, das die DNA-Polymerase zur Polymerisation verwenden kann.

Wie wird der Primer durch neue dNTPs am Leitstrang ersetzt?

Es scheint, dass Sie nach dem führenden Strang fragen, aber Sie haben möglicherweise einen Tippfehler gemacht, der unklar macht, was Sie eigentlich fragen. Ich habe versucht, Ihre Frage zu klären, aber bitte machen Sie die Bearbeitung rückgängig, wenn sie die Bedeutung geändert hat.
@canadianer — Ich denke, du musst Recht haben. Ich musste meine Antwort verwerfen, die den nacheilenden Strang annahm, da die Frage für den führenden Strang keinen Sinn ergibt, bei dem der Primer die wachsende DNA-Kette ist, die nicht entfernt wird.
@David Entschuldigung, dass Ihre ursprüngliche Antwort veraltet ist. Der führende Strang hat jedoch einen Primer am Replikationsursprung, der entfernt werden muss. Die Lücke kann unter Verwendung des stromaufwärts gelegenen Okazaki-Fragments als Primer gefüllt werden. Siehe dieses Bild zum Beispiel.
@canadianer — Kein Problem mit meiner ursprünglichen Antwort. Und du hast Recht, aber ich habe nicht an die Ori gedacht. Ich bezweifle, dass das Poster auch so war, aber ich denke, ich sollte meine Antwort aktualisieren, um das abzudecken. Auf diese Weise wird es einen gewissen Wert haben. Morgen vielleicht.
@canadianer — woher kam deine Figur? Ich habe jetzt meine Antwort erweitert und sollte die Quelle anerkennen.
@David Nettes Update. Das Bild stammt von der folgenden Website: mun.ca/biology/scarr/iGen3_03-09.html
Kann jemand bitte erklären, was er damit meint, dass der RNA-Primer auf dem führenden Strang nicht entfernt werden muss? Ich meine, es ist ein RNA-Hybrid. Der DNA-Pol kann die Replikation nicht selbst initiieren, sondern nur den Primer verlängern. Daher ist eine Primerentfernung erforderlich. Ich habe die gleiche Frage wie der Poster und habe noch keine zufriedenstellende Antwort gefunden. Wenn jemand das tut, bitte teilen. Danke!
@SarveshAnandas – Wenn Sie sich auf die Aussage in meiner Antwort beziehen, sollten Sie meine Antwort kommentieren, nicht die Frage. Aber ich würde diese Antwort noch einmal lesen, wo ich zuerst über die Situation an der Replikationsgabel spreche (wo der führende Strang nicht durch RNA geprimt wird) und dann den Fall des Replikationsursprungs betrachte (wo er ist und entfernt werden muss). ).

Antworten (1)

Der führende Strang nach der Initiation

Betrachten Sie zuerst die DNA-Replikationsgabel, nachdem die Initiierung stattgefunden hat.

Der 3′-OH-Primer am Leitstrang ist das 3′-Ende des DNA-Strangs, der in 5′-3′-Richtung synthetisiert wird (im Diagramm unten eingekreist, modifiziert nach Berg, Biochemistry ). Es wird nicht entfernt, da dies nicht erforderlich ist. (Der Primer auf dem nacheilenden Strang wird nur entfernt, weil es sich um RNA handelt.) Das in der Frage gestellte Problem tritt also nicht auf.

Denken Sie daran, dass der Grund für Okazaki-Fragmente darin besteht, dass es keinen DNA-3'-OH-Primer für den nacheilenden Strang gibt, sodass stattdessen ein temporärer RNA-3'-OH-Primer generiert wird. RNA-Polymerase ist im Gegensatz zu DNA-Polymerase in der Lage, DNA ohne a zu kopieren Grundierung. Für den führenden Strang gibt es kein solches Problem .

Vergleich von voreilenden und nacheilenden Strängen

Der führende Strang am Ursprung der Replikation

Wie @canadianer in einem Kommentar betont, gelten die obigen Bemerkungen nicht für die Initiierung der DNA-Replikation, dem einzigen Fall, in dem der führende Strang einen RNA-Primer haben muss. Bei Prokaryoten wie Escherichia coli verläuft die Replikation in beide Richtungen, so dass man kurze Zeit nach der Initiierung eine Replikationsblase hat, wie in der folgenden Abbildung dargestellt (nach Russel, iGenetics ):

E. coli-Replikationsursprung

Es ist ersichtlich, dass am Ursprung das 3′-OH der DNA aus dem nacheilenden Strang der anderen Replikationsrichtung (rot umrandet) als Primer für die DNA-Synthesefunktion der DNA-Polymerase I wirken kann, nachdem dessen Exonukleaseaktivität hat ein Nukleotid vom Anfang des RNA-Primers auf dem führenden Strang entfernt .

Verweise

Berget al. Kap.27

Die Zelle , Kap. 5

Sandwalk: Blog-Seite

Fußnote

Es gab einen Tippfehler in der ursprünglichen Frage, der zu Verwirrung darüber führte, um welchen Strang es sich bei dem Poster handelte. Diese Antwort nimmt den führenden Strang an.

Es tut mir sehr leid für meine späte Antwort, und ich schätze, jemand hat meine Frage bereits geändert, aber meine Frage war tatsächlich, wie der Primer auf dem führenden Strang an der Initiationsstelle durch ein DNA-Fragment ersetzt werden könnte, wenn es kein 3OH' gibt (on der nacheilende Strang, das 3OH' eines Okazaki-Fragments direkt hinter dem Primer kann verwendet werden), aber wie Sie sagen, haben wir ein 3OH' vom nacheilenden Strang, das aus der Replikation in die entgegengesetzte Richtung resultiert !!! Wow, das war sehr interessant. Danke schön.
Allerdings habe ich noch eine kleine Frage, wenn Sie mir erlauben. Ich dachte, dass der führende Strang, der vom Ori ausgeht, bis zum Ende (wenn sich zwei Gabeln treffen) fortgesetzt würde, ohne dass eine weitere Grundierung hinzugefügt wird, daher bin ich verwirrt über das erste Diagramm. Bedeutet dies, dass während der Replikation in Prokaryoten (meine Frage war bei Prokaryoten immer der Fall) am führenden Strang, weit entfernt von der Initiationsstelle, einige Primer hinzugefügt werden und in diesem Fall sind es DNA-Primer? Oder ist die Erklärung mit dem ersten Diagramm eine allgemeine Beschreibung der Replikation in Eukaryoten? Vielen Dank.
Wie fügt die DNA-Polymerase I dNTPs ohne 3'-OH hinzu, nachdem der Primer vom führenden Strang entfernt wurde?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v