Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του κορυφαίου και του καθυστερημένου σκέλους

Η κύρια διαφορά μεταξύ προπορευόμενου και υστερούντος κλώνου είναι ότι ο κύριος κλώνος είναι ο κλώνος του DNA, ο οποίος αναπτύσσεται συνεχώς κατά την αντιγραφή του DNA, ενώ ο καθυστερημένος κλώνος είναι ο κλώνος του DNA, ο οποίος αναπτύσσεται ασυνεχώς σχηματίζοντας μικρά τμήματα γνωστά ως θραύσματα Okazaki . Επομένως, για να σχηματιστεί ένας συνεχής κλώνος, ο οδηγός κλώνος δεν απαιτεί λιγάση ενώ ο υστερούμενος κλώνος απαιτεί λιγάση για να συνδέσει τα θραύσματα Okazaki μεταξύ τους. Επιπλέον, η προπορευόμενη λωρίδα ανοίγει προς την κατεύθυνση 3' προς 5' ενώ η υστέρηση ανοίγει προς την κατεύθυνση 5' προς 3'.

Η κύρια και η καθυστερημένη αλυσίδα είναι δύο όροι που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε τους δύο κλώνους του δίκλωνου DNA κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA με βάση το μοτίβο ανάπτυξης του κλώνου.

Βασικές περιοχές που καλύπτονται

1. Τι είναι το Leading Strand
     – Ορισμός, τύπος ανάπτυξης κλώνου, σημασία
2. Τι είναι το Lagging Strand
     – Ορισμός, τύπος ανάπτυξης κλώνου, σημασία
3. Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ του κορυφαίου και του καθυστερημένου σκέλους
     – Περίληψη κοινών χαρακτηριστικών
4. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Leading και Lagging Strand
     – Σύγκριση βασικών διαφορών

Βασικοί όροι

Αντιγραφή DNA, Leading Strand, Lagging Strand, Okazaki Fragments, Replication Fork

Τι είναι το Leading Strand

Η κύρια αλυσίδα είναι ένας από τους δύο κλώνους της διπλής έλικας του DNA. Γενικά, το DNA υφίσταται αντιγραφή κατά τη διάρκεια του κυτταρικού κύκλου ως ένα βήμα προετοιμασίας του κυττάρου για τη διαίρεση. Η DNA πολυμεράση είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για την αντιγραφή του DNA που πραγματοποιείται αποκλειστικά στην κατεύθυνση 5' προς 3'. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, κάθε κλώνος της διπλής έλικας του DNA χρησιμεύει ως πρότυπα για αντιγραφή. Ως εκ τούτου, η διαδικασία αντιγραφής του DNA είναι γνωστή ως ημισυντηρητική διαδικασία όπου κάθε νέα διπλή έλικα DNA που συντίθεται πρόσφατα συνθέτει έναν παλιό και έναν νέο κλώνο DNA

Εικόνα 1:Αντιγραφή DNA.

Κατά την αναπαραγωγή, η διπλή έλικα του DNA ξετυλίγεται για να σχηματίσει τη διχάλα αντιγραφής. Εδώ, ο κλώνος του DNA, ο οποίος ανοίγει προς την κατεύθυνση 3' προς 5' επιτρέπει την ανάπτυξη του κλώνου συνεχώς προς την κατεύθυνση 5' προς 3'. Επομένως, ονομάζουμε αυτό το σκέλος ως το κύριο σκέλος. Στον κύριο κλώνο, η DNA πολυμεράση μπορεί να προσθέτει νουκλεοτίδια συνεχώς και η ανάπτυξη του νέου κλώνου DNA συμβαίνει προς τη διχάλα αντιγραφής.

Τι είναι το Lagging Strand

Η υστέρηση είναι η δεύτερη αλυσίδα της διπλής έλικας του DNA. Το σκέλος ανοίγει προς την κατεύθυνση 5' προς 3'. Επομένως, η ανάπτυξη του νέου κλώνου πρέπει να συμβεί μακριά από τη διχάλα αντιγραφής καθώς η κατεύθυνση της αντιγραφής του DNA συμβαίνει μόνο στην κατεύθυνση 5' προς 3'. Για το λόγο αυτό, η διαδικασία αναπαραγωγής δεν είναι συνεχής και λαμβάνει χώρα μέσω του σχηματισμού θραυσμάτων Okazaki. Γενικά, τα θραύσματα Okazaki είναι μικρά τμήματα DNA, μήκους περίπου 1000-2000 νουκλεοτιδίων.

Σχήμα 2:Συνέχεια του προπορευόμενου και καθυστερημένου σκέλους

Επίσης, στην αρχή κάθε θραύσματος Okazaki, ένας εκκινητής RNA πρέπει να συντεθεί στον υστερούντα κλώνο. Η RNA πριμάση είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση εκκινητών RNA στο πρότυπο DNA κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA. Η ανάπτυξη του τελευταίου θραύσματος Okazaki σταματά στο 5' άκρο του εκκινητή RNA του πρώην θραύσματος Okazaki. Είναι σημαντικό ότι ο αναδιπλασιασμός του DNA του υστερούντος κλώνου έχει πάντα «χρόνο αναμονής» για τη σύνθεση ενός νέου εκκινητή RNA. Τελικά, οι εκκινητές RNA αφαιρούνται από τον κλώνο και η DNA πολυμεράση γεμίζει τα νουκλεοτίδια που λείπουν. Στη συνέχεια, η λιγάση DNA ενώνει κάθε θραύσμα DNA μαζί στον υστερούντα κλώνο, δημιουργώντας έναν συνεχή κλώνο DNA.

Ομοιότητες μεταξύ Leading and Lagging Strand

• Η κύρια και η καθυστερημένη αλυσίδα είναι οι δύο τύποι κλώνων DNA που βρίσκονται στο δίκλωνο μόριο DNA.
• Ταξινομούνται με βάση το μοτίβο αναπαραγωγής.
• Ωστόσο, το κορυφαίο και το υστερούμενο σκέλος είναι συμπληρωματικά μεταξύ τους.
• Επιπλέον, και οι δύο κλώνοι αποτελούνται από νουκλεοτίδια DNA, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους μέσω φωσφοδιεστερικών δεσμών.
• Επίσης, η DNA πολυμεράση είναι υπεύθυνη για τη σύνθεση τόσο των κορυφαίων όσο και των υστερούντων κλώνων.

Διαφορά μεταξύ της κύριας και της καθυστερημένης σκέλους

Ορισμός

Ο κύριος κλώνος αναφέρεται σε έναν από τους δύο κλώνους του DNA που βρίσκονται στη διχάλα αντιγραφής, ο οποίος αναδιπλασιάζεται συνεχώς ενώ ο υστερούντος κλώνος αναφέρεται στον άλλο κλώνο που βρίσκεται στη διχάλα αντιγραφής, που αντιγράφεται ασυνεχώς στο Κατεύθυνση 5′ έως 3′. Επομένως, αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ του κορυφαίου και του υστερούντος σκέλους.

Τύπος ανάπτυξης κατά την αντιγραφή του DNA

Σημαντικό είναι ότι ο κορυφαίος κλώνος αναπτύσσεται συνεχώς ενώ ο υστερούντος κλώνος αναπτύσσεται ασυνεχώς σχηματίζοντας θραύσματα Okazaki.

Η κατεύθυνση του προτύπου στη διχάλα αντιγραφής

Επιπλέον, μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ του προπορευόμενου και του υστερούντος σκέλους είναι ότι το προπορευόμενο σκέλος ανοίγει προς την κατεύθυνση 3' προς 5' ενώ το υστερούμενο σκέλος ανοίγει προς το 5' προς 3 'κατεύθυνση.

Η κατεύθυνση του Strand Growth

Ο κορυφαίος κλώνος αναπτύσσεται προς την κατεύθυνση 5' προς 3' ενώ ο υστερούντος κλώνος αναπτύσσεται προς την κατεύθυνση 3' προς 5'.

Primers

Η κύρια αλυσίδα απαιτεί ένα μόνο εκκινητή για τη σύνθεση, ενώ η υστέρηση απαιτεί ένα νέο εκκινητή για να ξεκινήσει κάθε θραύσμα Okazaki. Ως εκ τούτου, αυτή είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ προπορευόμενου και καθυστερημένου σκέλους.

Η αρχή της αναπαραγωγής

Επιπλέον, το σημείο εκκίνησης συμβάλλει επίσης στη διαφορά μεταξύ του κορυφαίου και του υστερούντος σκέλους. Ο προπορευόμενος κλώνος αρχίζει να αναπτύσσεται στην αρχή της αναπαραγωγής, ενώ ο υστερούμενος κλώνος αρχίζει να αναπαράγεται λίγο μετά.

Κατεύθυνση από το Replication Fork

Επίσης, ο προπορευόμενος κλώνος αναπτύσσεται προς τη διχάλα αντιγραφής ενώ τα θραύσματα Okazaki του υστερούντος κλώνου απομακρύνονται από τη διχάλα αντιγραφής.

Ταχύτητα σχηματισμού

Επιπλέον, η ταχύτητα σχηματισμού είναι μια άλλη διαφορά μεταξύ του προπορευόμενου και του υστερούντος σκέλους. Ο σχηματισμός του προπορευόμενου κλώνου συμβαίνει με υψηλή ταχύτητα ενώ ο σχηματισμός του υστερούντος κλώνου γίνεται αργά.

Η απαίτηση της DNA Ligase

Εκτός από αυτά, ο προπορευόμενος κλώνος δεν απαιτεί DNA λιγάση, ενώ ο καθυστερημένος κλώνος απαιτεί DNA λιγάση για να συνδέσει τα θραύσματα Okazaki μεταξύ τους.

Συμπέρασμα

Η κύρια αλυσίδα είναι ένας από τους δύο κλώνους του δίκλωνου DNA. Είναι σημαντικό ότι ανοίγει προς την κατεύθυνση 3' έως 5' στη διχάλα αντιγραφής. Επομένως, υφίσταται ανάπτυξη κλώνου συνεχώς στην κατεύθυνση 5' προς 3' κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA. Συγκριτικά, ο υστερούμενος κλώνος είναι ο άλλος κλώνος στη διπλή έλικα του DNA. Ωστόσο, ανοίγει προς την κατεύθυνση 5' προς 3'. Επομένως, η ανάπτυξη του κλώνου του πρέπει να συμβεί στην κατεύθυνση 3' προς 5'. Όμως, η συνήθης αντιγραφή του DNA συμβαίνει μόνο στην κατεύθυνση 5' προς 3'. Ως εκ τούτου, η αντιγραφή του DNA λαμβάνει χώρα προς το εξωτερικό της διχάλας αντιγραφής ασυνεχώς σχηματίζοντας θραύσματα Okazaki. Ως εκ τούτου, η κύρια διαφορά μεταξύ του κορυφαίου και του υστερούντος σκέλους είναι η κατεύθυνση και το μοτίβο ανάπτυξης του κλώνου.