Biologie · Begrippenlijst

Wat is De replicatievork en haar enzymen?

Definitie 18.2 Universitaire biologie — jaar 1 · Hoofdstuk 18 — DNA-replicatie en mitose

De replicatie begint bij een oorsprong — één op het bacteriechromosoom, tienduizenden op een eukaryoot genoom — waar de helix wordt geopend en twee replicatievorken in tegengestelde richting weglopen. Bij elke vork ontwindt een helicase de helix (één ATP per basenpaar), houden enkelstrengbindende eiwitten de gescheiden strengen uit elkaar, en heft een topo-isomerase vóór de vork de torsie op die het ontwinden opbouwt. Het DNA-polymerase voegt nucleotiden alleen aan de 33'-hydroxylgroep van een bestaande keten toe, zodat elke nieuwe streng 535' \to 3' groeit en geen enkele uit het niets kan beginnen: een primase legt eerst een korte RNA-primer neer die het polymerase verlengt. Op de matrijs die 353' \to 5' wordt gelezen groeit de nieuwe streng ononderbroken naar de vork toe: de leidende streng. Op de andere matrijs moet de nieuwe streng van de vork af groeien, in stukken van 1000 to 20001000\text{ to }2000\, nucleotiden bij bacteriën en 100 to 200100\text{ to }200\, bij eukaryoten, de okazakifragmenten, elk met een eigen primer: de volgende streng. Een tweede polymerase vervangt de primers door DNA en een ligase verbindt de fragmenten tot één streng.

Een replicatievork. Het helicase opent de ouderlijke dubbelstreng; de leidende streng wordt ononderbroken naar de vork toe gekopieerd, de volgende streng achterwaarts in okazakifragmenten, omdat polymerasen alleen in de richting 5' 3' bouwen.
Een replicatievork. Het helicase opent de ouderlijke dubbelstreng; de leidende streng wordt ononderbroken naar de vork toe gekopieerd, de volgende streng achterwaarts in okazakifragmenten, omdat polymerasen alleen in de richting 535' \to 3' bouwen.

Voorbeelden

Voorbeeld 18.4 (Snelheid en startpunten)

Een bacteriële vork beweegt met 10001000\, basenparen per seconde: twee vorken kopiëren de 4.6Mb4.6\,\mathrm{Mb} van E. coli in 40min40\,\mathrm{min}, en in een rijk medium, waar de cel elke twintig minuten deelt, begint er een nieuwe ronde voordat de vorige klaar is. Een eukaryote vork, door het chromatine vertraagd, beweegt met 5050\, per seconde: een menselijk chromosoom van 250Mb250\,\mathrm{Mb} vanuit één oorsprong kopiëren zou een maand kosten, en daarom wordt het genoom vanuit zo’n 4000040\,000 oorsprongen in acht uur gekopieerd, in een volgorde die per celtype vastligt.

Lees in het hoofdstuk →