Warum werden Nucleotide an das 3'-Ende angefügt?

Warum werden Nucleotide an das 3'-Ende angefügt?
Anonim

Die DNA wird nur in 5'-nach-3'-Richtung kopiert, da eukaryotische Chromosomen viele Ursprünge für jedes Chromosom haben, entsprechend ihrer viel größeren Größe. Wenn einige in die andere Richtung kopiert wurden, werden Fehler passieren. Dadurch bleibt jede Zellteilung sozusagen auf derselben Seite.

Da die DNA-Synthese nur in 5'-Richtung erfolgen kann, bindet ein zweites DNA-Polymerasemolekül an den anderen Template-Strang, wenn sich die Doppelhelix öffnet. Dieses Molekül synthetisiert diskontinuierliche Segmente von Polynukleotiden, die als Okazaki-Fragmente bezeichnet werden. Ein anderes Enzym, DNA-Ligase genannt, ist dafür verantwortlich, diese Fragmente zu einem sogenannten verzögernden Strang zusammenzufügen.

Der Mechanismus der DNA-Ligase besteht darin, zwei kovalente Phosphodiester-Bindungen zwischen 3'-Hydroxylenden eines Nukleotids ("Akzeptor") mit dem 5'-Phosphatende eines anderen ("Donors") zu bilden. Die zwei "klebrigen Enden" müssen in entgegengesetzte Richtungen verlaufen, damit die Replikation des gesamten DNA-Moleküls vollständig ist.

Das durchschnittliche menschliche Chromosom enthält eine enorme Anzahl von Nukleotidpaaren, die mit etwa 50 Basenpaaren pro Sekunde kopiert werden. Der gesamte Replikationsprozess dauert jedoch nur etwa eine Stunde. Dies liegt daran, dass es auf einem eukaryontischen Chromosom viele Replikationsursprungsorte gibt. Daher kann die Replikation an einigen Quellen früher beginnen als an anderen. Wenn sich die Replikation dem Ende nähert, treffen sich "Blasen" neu replizierter DNA und verschmelzen zu zwei neuen Molekülen.