Welcher Strang ist der Leitstrang bei der DNA Replikation?

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Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hi,

diese Replikationsgabeln zeigen in unterschiedliche Richtungen. Daher ist die Unterschiedlichkeit nur scheinbar. Wenn man genau hinschaut, liegt von der Replikationsgabel weggerichtet, am Leitstrang das 3'-OH-Ende, in Richtung von der Gabel weg, nur eben einmal nach rechts und einmal nach links.

Der Leitstrang ist aber nicht dieser DNA-Strang, wie man vermuten könnte, sondern der Tochterstrang, den ich jeweils gelb gemarkert habe. Das ist konventionsgemäß der Leitstrang. Es ist also der DNA-Tochterstrang, der entlang der 3'--->5' Matrize gebildet wird. Der andere DNA-Strang, der entlang der 5'--->3' Matrize gebildet wird, ist der Folgestrang.

Man kann es sich ganz leicht merken: Synthese an der 3'--->5' Matrize bedeutet, dass der Tochterstrang entgegengesetzt orientiert ist, nämlich 5'--->3'. Da ist das freie 3'-OH-Ende, welches die DNA-Polymerase braucht, um den Strang zu verlängern. 5'--->3' läuft also kontinuierlich in Richtung der sich öffnenenden Replikationsgabel. Das ist immer der Leitstrang. LG

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Biologielehrer SI/II a. D.
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Danke für die Hilfe! Also heißt das, dass ich die Begrifflichkeiten ein wenig vertauscht habe, oder? Denn meine Frage bezog sich darauf, ob der Matrizenstrang, der zur Synthese des 5'---->3' Stranges immer derjenige ist, der von 3'--->5' verläuft, oder nicht. Denn auf den Bildern sieht man ja eindeutig, dass die Gabeln von zwei unterschiedlichen Richtungen aus geöffnet/entspiralisiert werden. Oder spielt das keine Rolle, weil nur die Syntheserichtung (eben, dass ein komplementärer Strang nur von 5' nach 3' synthetisiert werden kann) eine Rolle spielt.

LG

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@Thylakoid123

ob der Matrizenstrang, der zur Synthese des 5'---->3' Stranges immer derjenige ist, der von 3'--->5' verläuft

Oder spielt das keine Rolle, weil nur die Syntheserichtung (eben, dass ein komplementärer Strang nur von 5' nach 3' synthetisiert werden kann)

das ist beides dasselbe, Tochterstrang 5'--->3' ist der Leitstrang, in der gleichen Richtung, wie der sich öffnende Reißverschluss (Replikationsgabel), automatisch ist die Matrize 3'--->5' LG

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@CliffBaxter

Also bestimmt man die "Richtung" des Matrizenstrangs mit der Leserichtung der DNA-Polymerase? Denn würde die Replikationsgabel zur anderen Seite offen sein, wäre zwar auch dort der Matrizenstrang ein 3'-->5' Strang, aber man kann diese Richtung nur anhand der Öffnung der Replikationsgabel ausmachen, richtig? Denn es kommt ja darauf an, welches 3' Ende der DNA Stränge entspiralisiert worden ist, um den Matrizenstrang ausfindig zu machen.

Im Prinzip ist es ja auch eher zu vernachlässigen, ob nun die Replikationsgabel von links oder rechts geöffnet ist grob gesagt, da es ja darauf ankommt, dass die DNA-Polymerase zur Synthese des Matrizenstrangs z.B eine freie OH-Gruppe eines Nukleotids generiert bekommt.

Hab ich das so richtig verstanden?

LG

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@Thylakoid123

ja, zwangsläufig, wenn sich eine Replikationsgabel öffnet und die DNA-Polymerase immer in 3'--->5' Richtung liest (den Matrizenstrang), läuft ein Tochterstrang 5'--->3' in die gleiche Richtung, wie die Öffnungsbewegung der Gabel, das ist der Leitstrang. Der andere muss gezwungenermaßen rückwärts, gegen die Öffnungsrichtung, auch in 5'--->3', aber eben stückweise (Okazaki), synthetisiert werden, das ist der Folgestrang.

Vergleiche es mit deiner Jacke, wenn du den Reißverschluss aufziehst. An einer Hälfte würde der neue Strang mit diesem Aufziehen laufen, da ist die Leserichtung 3'--->5' mit dem sich öffnenden Reißverschluss und der Tochterstrang günstig orientiert, weil 5'--->3' passt in diese Bewegung. Die andere Hälfte, läuft 3'--->5' in die andere Richtung, gegen die Öffnungsbewegung, die Syntheserichtung (5'--->3') ist dann automatisch leider ungünstig, nämlich von der Gabel weg.

So kann man es sich immer wieder zusammenbasteln. Gib den Matrizensträngen eine Orientierung, die Leserichtung ist 3'--->5'. Weil beide DNA-Stränge antiparallel sind, läuft eine Leserichtung davon in Richtung der Öffnung und eine dagegen. Automatisch weißt du dann, an welchem dieser Stränge sich der Leitstrang bildet und an welchem der Folgestrang. LG

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@CliffBaxter

Danke, aber irgendwie ist es ja immer von der Öffnung der Replikationsgabel abhängig, welcher Strang der Matrizenstrang für den Leitstrang ist, oder?

Mache ich meine Jacke mit einem Reißverschluss zu, ist es ja eine andere Richtung, als wenn ich sie öffne.

Also mir ist klar, dass der Leitstrang nur von 5' nach 3' synthetisiert werden kann und dass der zugehörige Matrizenstrang nur von 3' nach 5' abgelesen werden kann, aber man kann ja nicht pauschalisieren, welcher Strang der Matrizenstrang zum Leitstrang ist, da es ja auf die Öffnung der Replikationsgabel ankommt. Also, ob sie von "rechts" aus oder von "links" aus offen ist.

Und mein Problem liegt darin, dass immer gesagt wird, dass nur der 3'--->5' Strang der Matrizenstrang zum Leitstrang ist, weil es ja auf die Richtung der Gabel ankommt. Ist die Gabel von links offen, dann stimmt das, ist die Gabel von rechts offen, dann stimmt das ja nicht mehr, weil nun das 3' Ende des 5'--->3' Stranges dasjenige ist, an dem man den Leitstrang synthetisieren kann.

Verstehst du, was ich meine?

LG

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@Thylakoid123

die Orientierung der Gabel spielt keine Rolle. Wir gehen das jetzt mal durch https://investorshub.advfn.com/uimage/uploads/2020/1/5/e[ppvleitstrang2.PNG

wir beschriften erst die blaue DNA. In dem Moment, wo ich dem oberen Strang die Polarität 3'--->5' gebe, von links nach rechts, ist der andere blaue automatisch 5'--->3'. Der obere rote Tochterstrang ist damit 5'--->3' und der Leistrang, in Richtung der sich öffnenden Gabel. Der untere rote ist somit 3'--->5' und der Folgestrang. Wenn ich jetzt die Gabel um 180° drehe, ist es genauso. LG

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@Thylakoid123

ich hab noch die Öffnungsrichtung der Gabel eingetragen und die Syntheserichtung der Tochterstränge https://investorshub.advfn.com/uimage/uploads/2020/1/5/tfwrkleitstrang2_(2).png

Man sieht auf den ersten Blick, welches der Leitstrang ist, nämlich der, wo die Öffnungsrichtung der Gabel mit der Syntheserichtung übereinstimmt. Diese Gabel kann man jetzt drehen wie man will, es ändert sich nichts, sie könnte sich auch von rechts nach links öffnen. LG

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@CliffBaxter

Das verstehe ich nicht, warum der oberere blaue Strang immer noch derjenige wäre, der als Matrizenstrang zum Leitstrang fungiert, wenn die Gabel von rechts nach links geöffnet wird. Denn dann wäre es doch eigentlich der untere blaue Strang, der zur Vorlage des Leitstrangs dient.

LG

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@Thylakoid123

immer der 3'--->5' in Richtung Gabel ist die Matrize für den Leitstrang, egal ob von rechts nach links oder links nach rechts, den haben wir ja zufällig festgelegt. Im Buch oder in einer Aufgabe, wäre die Orientierung vorgegeben und dann könntest du ihn leicht finden. LG

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