ObrazE104

powstaje na każdej z tych |*Hnngjrjowvch matryc. Można by dlatego przypuszczać, że synteza jednej nici potomnej zachodzi w kierunku 5'—>3’, <1 drugiej w kierunku 3'-»5'. Jednak wszystkie polimerazy DNA syntetyzują DNA jedynie w kierunku 5'-*3', a nigdy w kierunku 3'->5'. Plateto też w widełkach, replikaryjnych na nici matrycowej o oripntacji -3*-»y potomny DNA jest syntetyzowany w postaci jednej ciągłej nici w poprawnym kierunku 5'-*3'; nić syntetyzowana w taki aposrth nazywa się picią wóodąeą (ryj. 3). Na drugiej nici matrycowej, mającej w widełkach replika-cyjnych orientację 5'-*3', polimeru?* DNA syntetyzuje krótkie odcinki nowpyo dna (o długości około 1000 nukleotydów) w kierunku 5’-*y nazywane (od nazwiska ich odkrywcy) fragmpntami Okazaki: odcinki te ulegają następnie połączeniu (z udziałem li gazy DNA1 w jedną całość. Nit DNA- syntetyzowana w ten nieciągły sposób jest nazywana nicą opóźnioną.

Rys. 3. Przebieg syntezy DNA w widełkach replikacyjnych. W miarę rozplatania się macierzystego DNA (linia cienka) każda z obu wyjściowych nici służy jako matryca do syntezy nowego DNA (Unia pogrubiona) Nić wiodąca jest syntetyzowana w spo-sób ciągły, ale nić opóźniona początkowo powstaje w forma krótkich fragmentów DNA (fragmenty Okazaki). łączonych następnie w /edną całość

Starter RNA

Polimeraza DNA nie może rozpocząć syntezy DNA bez startera. Naw!

każdy fragment Okazaki. syntetyzowany na niri r>p/^ninn»>j rjft \^r\\^r\^M}

swej syntezy wymaga startera, stanowiącego krótki odcinek RNA (o dht gości około 5 nukleotydów). Startery sa syntetyzowane przez polimeraą RNA nazywanąjrymaza (rys. 4n). Prymazn może syntetyzować Rl^Abcr pośrednio na jednoniciowoj matrycy DNA, ponieważ podobnie jak wszy stkie inne polimerazy RNA do rozpoczęcia syntezy nie wymaga startera Starłeś P^MA utworzony przez prymazg ulega następnie wydłużanej przez polimarazęJlNA III (rys. 4c). Polimeraza DNA¹¹¹ katalizuje syntefl! zarówno nid wiodącej, jak i opóźnionej. Po zsyntetyzowaniu odcinbj DNA przez polimerazę DNA 111, polimeraza DNA 1. wykorzystując swł aktywność egzonukleazową 5'-»3\ usuwa starter RNA, a powstałą w W sposób lukę wypełnia nowym DNA (rys. 4e i 4f). Zadania tego nie moff. spełniać polimeraza DNA III, gdyż nie ma ona aktywności egzonuktoaff wej 5'-»3', takiej jaką wykazuje polimeraza DNA 1. W kolejnym etap? syntezy kompletne fragmenty DNA zostają kowalencyjnie polączorf przez ligazę DNA (rys. 4g).

Białka

pomocnicza

Polimerazy PN A-L i HI. piymaza i liga za nie są jedynymi białkami potrz& nymi do replikacji chromosomu bateryjnego. Ulegający replikacji DNI

polimeraza DNA I usuwa startery RNA. w miejsce których syntetyzuj odpowiednie odcinki ONA

M

0>ł

li /tar RNA

•ynieza nowego ONA pr*M poiimarazę ONA

(O

(d)

(0)

leczenie fragmentów ONA przez itgazę ONA

Rys. 4. SzczegółV replikach DNA (a) Prymaza wiążą się z matrycą ONA (kna ceckai i (b) syntetyzuje krótki starter RNA (lima przerywana), (c) poameraza DNA tli wydma starter RNA, synt ttyzując nowy DNA (linia pogrubiona), (d) podczas syntezy ma opóźnlonel kolejr e tragmenty Okazaki są od siebie porozdzielane przez startery RNA; (e) startery RNA są teraz usuwane, a powstałe luki wypełniane przez pok-merazę DNA I (f) odpowiednimi odcinkami DNA które w następnym etapie (9) ulegają połączeniu przez Igazę DNA

foł dwnnirinwa -helisa, w której obydwie nici wzajemnie sifi oplatają. Pi^Lcfipiikaoą nici te muszą bvć rozplecione. Jak ten problemrnzplata* nia jest rozwiązany? Do rozwinięcia (rozplecenia) dwuniciowej helisy jest używana figlika/a DNA fwyknr7y«hijara ATP jako źródło energii), a białka SSB (wiążące się z jednoniciowym DNA, ang. single-stranded DNA binding protein) przeciwdziałają pnpnnTTmi    iję par

jaead w rozplecionym odcinku DNA, dzięki czemu każda z dwóch nia wyjściowego DNAjest dostępna dla replikacji. Aby widełki replikacyjne mogły się przesuwać wzdłuż DNA, dwuniciowa helisa DNA musi ulec rozpleceniu przed przemieszczającymi się widełkami. Wymusza to szybką rotację DNA, która z kolei prowadziłaby do jego zapętlenia i uszkodzeń. Do sytuacji takiej jednak nie dochodzi dzięki temu, że enzym — topoizomeraza I zrywa wiązania f^fndie<tmwp w jednej z dLw<Vh nwi DNA w niewielkiej odległości przed widełkami, umożliwiając owobodną rotację DNA wókół drugiej (nie rozciętej) nici, a następnie ponownie łączy zerwaną nić.