warum muss die Replikation des Folgestrangs diskontinuierlich erfolgen?

2 Antworten

Hi,

dazu muss man sich eine kleine Skizze der Vorgänge an der Replikationsgabel machen (s.u.). 

Die beiden DNA-Stränge der Doppelhelix sind gegenläufig orientiert. 

Die Einzelstränge haben jeweils ein sog. 5'-Phosphat Ende und ein 3'-OH Ende. Die 5 C-Atome des Zuckers sind durchnummeriert. Das Ende des DNA-Stranges bildet entweder das 3. (3') oder 5. (5') C-Atom des Zuckers.

Das Enzym, welches die Replikation ausführt, die DNA-Polymerase III, braucht ein freies 3'-OH Ende des neu zu bildenden Stranges in Syntheserichtung, um ihn verlängern zu können. Mit einem 5'-Ende kann es nichts anfangen.

Das bedeutet, wenn die DNA-Stränge getrennt sind, gibt es einen Strang, an dem die Synthese in einem durch laufen kann, nämlich in 5'-->3'-Richtung, auf die Replikationsgabel zu, der heißt daher "leading-strand", Vorwärts- oder Leit-Strang. Während auf dem gegenüberliegenden Strang die 5'-->3'-Richtung von der Replikationsgabel weg weist, also gegen die Syntheserichtung des Leitstranges verläuft. Um den Rückwärts- oder Folge-Strang, "lagging-strand", neu zu synthetisieren, muss die DNA-Polymerase also von der Gabel weglaufen. 

Das machte zunächst etwas Kopfzerbrechen bei der Aufklärung der Replikation. Jedoch entdeckte das Ehepaar Okazaki (1965), dass die Synthese am Folgestrang in Abschnitten von ca. 2.000 Basenpaaren gegen die Öffnungsrichtung der Replikationsgabel (auch in 5'-->3'-Richtung) erfolgt und diese Okazaki-Fragmente genannten DNA-Stücke dann nachträglich zu einem durchlaufenden Strang verknüpft werden https://de.wikipedia.org/wiki/Reiji_Okazaki 

Da die Synthese der Okazaki-Fragmente also stückweise von der Replikationsgabel weg nach hinten läuft, immer wenn ein Stück DNA weiter geöffnet worden ist, ist diese Form der Synthese "diskontinuierlich". Gruß, Cliff

Ereignisse an der Replikationsgabel - (Biologie, DNA)

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