DNA-replikationen Fördjupning Niklas Dahrén

Innehållet i denna undervisningsfilm: Semikonservativ replikation Replikation i 5’-3’ riktning Skillnaden mellan ”leading strand” och ”lagging strand” Innehållet i denna undervisningsfilm:

Fler filmer på samma tema: Från gen till protein Den genetiska koden Replikationen Transkriptionen Translationen Fler filmer på samma tema: http://www.youtube.com/Kemilektioner

DNA-replikationen DNA-molekylerna måste kopieras inför celldelningen så att båda dottercellerna får full uppsättning av DNA-molekyler. Kopieringen av DNA-molekylerna kallas för “Replikationen”.

Semikonservativ replikation DNA-molekyl: 1. DNA-molekylens båda kedjor separeras. 2. Nya komplementera kedjor byggs genom att fria nukleotider basparas till de gamla kedjorna. 3. Resultatet blir att två DNA-molekyler bildas, båda dessa innehåller en gammal DNA-kedja och en nytillverkad DNA-kedja= Semikonservativ replikation!

DNA-polymeras kan bara bygga i 5’-3’ riktning 5´ 3´ Purin Fosfat Pyrimidin Adenin Tymin C2 C3 C5 Deoxyribos O Deoxyribos Deoxyribos C1 C4 C4 C4 C1 2 vätebindningar O C5 C3 C2 Fosfat Fosfat C5 Deoxyribos O C2 C3 3 vätebindningar C4 C1 Guanin Cytosin Deoxyribos Deoxyribos C4 C1 C3 C2 O C5 Fosfat Pyrimidin Purin När DNA-replikationen sker binds nya nukleotider till det tredje kolet på föregående nukleotid. DNA-polymeras kan bara koppla ihop fosfatgruppen på den nytillkomna nukleotiden med det tredje kolet på deoxyribos. Den nya DNA-kedjan växer således i 5’-3’ –riktning. 3´ 5´

Konsekvensen blir att de båda DNA-kedjorna tillverkas på lite olika sätt De båda strängarna kan bara syntetiseras i 5’-3’-riktning eftersom DNA-polymeraset bara kan koppla på nya nukleotider på det sättet. ”Leading strand” syntetiseras i samma riktning som replikationsgaffeln och i ett enda stycke. Syntesen av ”Lagging strand” måste ske åt ”fel håll” jämfört med replikationsgaffeln (annars blir det inte i 5’-3’-riktning) och i korta fragment som kallas för ”Okazakifragment”. Men varje nytt fragment påbörjas så nära replikationsgaffeln som möjligt vilket gör att helheten av syntesen ändå går åt samma håll som replikationsgaffeln! Okazakifragmenten ”limmas” ihop med hjälp av enzymet ”DNA-ligas”.

DNA-replikation av; ”leading strand” och ”lagging strand” 5´ 3´ 3´ 3´ 5´ 5´ Okazakifragment 5´ 3´ Enzymet ”Helikas” separerar strängarna. Enzymet ”DNA-polymeras” syntetiserar ”Leading strand” i 5´-3´-riktning i ett enda stycke. ”DNA-polymeras” syntetiserar ”Lagging strand” i 5´-3´-riktning i små fragment som kallas för Okazakifragment. Enzymet ”Ligas” binder ihop de olika Okazakifragmenten med varandra.

Syntesen av leading strand och lagging strand 3´ 5´ DNA-polymeras Leading strand 5´ 3´ Okazakifragment 3´ 5´ 3 2 Ligas DNA-polymeras 5´ 1 Lagging strand 3´ 5´ De båda strängarna är antiparallella med varandra: Där den ena strängen har sin 5’-ände där har den andra sin 3’-ände. De båda strängarna måste därför syntetiseras åt olika håll eftersom DNA-polymers enbart kan syntetisera i 5’-3’-riktning.

3´ 5´ Leading strand 5´ 3´ Lagging strand 3´ 5´

Leading strand 5´ 3´ 3´ 5´ 5´ 3´ 3´ 5´ Lagging strand

Slutresultatet

Viktiga enzymer vid replikationen Funktion Helikas Bryter vätebindningarna mellan strängarna DNA-polymeras Syntetiserar de nya DNA-strängarna Ligas Binder ihop Okazakifragmenten

Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: http://www.youtube.com/Kemilektioner