Visar inlägg med etikett lagging strand DNA replikation.. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett lagging strand DNA replikation.. Visa alla inlägg

tisdag 3 maj 2011

DNA replication 1

Hi there! Please excuse spelling and grammar mistakes - english is not my first language, you see! I love comments so don't hesitate to ask me questions and I'll do my very best to give you an answear. Constructive critisism etc will also be appriciated.

What is replication?

Replication is the process during which a copy of the DNA molecule is produced in order to ”pass it on” to the new daughter cell. This happens during mitosis.

Errors during replication can be lethal or extremely damaging to the organism. Why?

Because of two major reasons; first of all, the function of the gene (and thus the protein it codes for) can be altered and secondly : the change due to the error is inheritable!

How are bacterial genes named?

They are named using three italicized, lowercase letters that reflect the functions of the gene. For instance : dna reflects a gene involved in DNA replication. If several genes are involved int the same process (which, of course, is often the case) the genes are named dnaA, dnaB etc.

What is nucleotides and nucleic acids?

Nucleotides are the actual DNA /RNA bases. Nucleic acids are the DNA /RNA molecules. Hence nucleotides are the building blocks of the nucleic acids.

DNA replication is semiconservative – what does that mean?

It means that one of the DNA strains is a template for the synthesis of the new complementary strand. Thus : one original DNA molecule will divide during mitosis into two separated strands, each functioning as templates for two new strands, resulting i two new DNA molecules. The new DNA molecules consist of one old and one new strain!


Watson and Crick suggested the theory of semiconservative replication shortly after publishing their ground breaking paper in 1953 – but how was this particular theory actually proven?

By the Meselson-Stahl experiment. http://en.wikipedia.org/wiki/Meselson%E2%80%93Stahl_experiment


Where does replication begin?

At the ORI = the origin of replication. It is a sequence usually consisting of typical sequences. These sequences varies between spieces. However, AT-rich sequences are common. The ORI sequences attract the so called Pre-replication complex which unwinds the DNA and prepares it for replication. Procaryotes usually have one ORI, whereas eucaryots have several of them. Otherwise the replication process would take to long in the latter case, since the eucaryotic genome is so complex.


What is ”denaturation mapping”?

It is a method developed by Ross Inman in order to deduce that DNA replication started at specific points in the genome, the AT-rich sequences described above.

Is the replication of bacterial genome bidirectional or not?

It is bidirectional.

In what direction does synthesis of a new DNA strand proceed?

It always proceeds in 5´to 3´direction! Think ”high to low”.This is because the free OH- at the 3´carbon on the DNA molecule is the point where the phosphate group of the incoming nucleotide can be attached. See picture below!

Because the DNA strands are anti parallel this means that one strand will be synthesized continuously, whereas the other one must be synthesized in fragments. See picture below. The strand that is synthesized directly and in one direction only is called leading strand, the other one, synthesized by small so called Okazaki fragments is called lagging strand. In this way the two DNA strands can be synthesized simultaneously.

Please visit this very simplified animation of the replication process which also contains self tests and descriptions of the task for each enzyme involved!

http://www.wiley.com/college/pratt/0471393878/student/animations/dna_replication/index.html

What is Okazki- fragment?

It is a fragment of a new DNA strand that together with other Okazaki fragments build the lagging strand. The lagging strand needs to be synthesized in small fragments in order to keep up with the continuously synthesized leading strand.

How long is an Okazaki fragment?

From a few hundred to a few thousand bp – depending on cell type.

How is DNA/RNA degraded?

The enzymes responsible for DNA degradation are called : nucleases (when they degrade RNA molecules) and DNnases when they degrade DNA.There are several different nucleases but they are all divided into two large groups : endonucleases and exonucleases. The endonucleases operate at specific positions within the DNA chain, whreas the exonucleases operate at the end (think : exit) at the DNA molecules.

Why are nucleases very important to remember?

They are of great use in biotechnology! (They cut Dna molecules where we want them to be cut, so to speak).

onsdag 5 januari 2011

DNA- replikation


BESKRIV INITIERING AV DNA-REPLIKATION
Replikation startar alltid vid ORI (Origin of replication).

VAD ÄR ORI?
En sekvens som innehåller ca 250 bp som innehåller 4DnaA”boxes” och AT-rika sekvenser. Prokaryoter har bara ett ORI, medan eukaryoters replikation skulle ta för lång tid med bara ett ORI; därför har ”vi” flera!

INITIERING av DNA-replikation?
Det första som sker : topoisomeraser hindrar att DNA går sönder av alla spänningar som uppstår när DNA viras upp. Helikas kommer till och bänder upp DNA och exponerar på så vis de två enkla strängarna. För att förhindra återhybridisering binder SSB (Single strand binding protein).

VAD ÄR HELIKAS?
Enzym som bänder upp DNA.

VAD ÄR TOPISOMERAS?
Enzym som reglerar super-coiling, bla under replikationen.

BESKRIV ELONGERING AV DNA!
Först binder RNA primas till initieringspunkten. RNA primas attraherar nukleotider som kan binda till DNA:S nukleotider (vid 3'OHgruppen). Nukleotiderna bildar små RNAfragment = PRIMERS. Primers behövs för att fortsätta processen. DNA polymeras III står för elongeringen i prokaryota celler. Det förlänger DNA-kedjan genom att fästa nukleotider vid 3'OH-änden hos primern. Under denna process spjälkas två fosfat-grupper bort, vilket gör hela baletten energimässigt fördelaktig.
Eftersom de två strängarna av DNA ligger antiparallellt så sker elongering på två olika sätt.
”Leading strand” kallas den sträng som ”slutar” med 3´. Den motsatta, nya strängen, skapas då med en 5' liggandes intill denna 3'. sen kan DNA polymeraset bara fortsätta tuffa på i den riktning som replikationsgaffeln fortsätter öppna sig. Men längs lagging strand är det en annan femma. Där måste en ny primer skapas för varje ny exponerad enkelsträng. RNA-primersarna tas bort av ett annat DNApolymeras som sen fyller i med deoxyribonukleotider. De fragment som skapas = okazaki-fragment. Dessa kommer sedan limmas ihop av ligas. Ligas åstadkommer detta genom att addera en fosfat i själva DNA-skelettet.

HUR AVSLUTAS REPLIKATIONEN?
När repleikationsgafflarna möts!

Okej, jag vet att detta är sjukt rörigt beskrivet. Men nyckeln är att hela tiden minnas att nya nukleotider hela tiden måste fästas vid 3'OH-gruppen! Detta leder oss osökt in på syntes av telomerer!

BESKRIV SYNTES AV TELOMER!
Telomererna är repetativa sekvenser längst ut på eukaryota kromosomer. Dessa telomerer har varit fokus för mycket forskning det senaste året, då mycket tyder på att telomererna är inblandade I åldrandet. Vid varje somatisk celldelning (mitos) kortas telomererna något. Därmed minskar skyddet de utgör lite mer för varje gång. Man har skäl att tro att alltmer exponerade kromosomer kan vara en av orsakerna bakom åldrandet. Skälet till att telomererna inte kopieras helt, I lkihet med resten av genomet, beror på att den dröjande strängen behöver “primers” för att bli syntetiserad. Primers placeras ovanför den bit som ska kopieras. Eftersom telomererna sitter längst ut finns ingen plats för primers ovanför dem, primers kan ju inter sväva i tomma intet. Därmed kopieras inte denna bit,m helt enkelt. Undantaget är dock könscellerna som måste föras vidare i ”fullständig” form. Därför är enzymet telomeras aktivt vid syntetiseringen av könscellernas kromosom. Det för med sig en liten primer, och på så sätt kopieras telomererna. Telomeras är även aktivt i många cancerceller, vilket ytterligare spär på det vetenskapliga intresset. Det tycks vara telomeras som gör att cancerceller aldrig dör, utan bara fortsätter föröka sig. I framtiden hoppas man kunna reglera telomeras-mängden så att man både kan besegra många cancerformer samt eventuellt stoppa åldrandet!


En intressant artikel för den som vill läsa mer om telomerer och telomeras:
http://www.lakartidningen.se/index.php?sectionId=0&articleId=13406