DNA-replicatie bij eukaryoten

DNA-replicatie bij eukaryoten

• Celdeling vereist een exacte kopie van het DNA, met uitzondering van enkele mutaties.
• De replicatie vindt plaats tijdens de S-fase van de celcyclus.
• De complementaire structuur van de DNA-strengen is de basis voor replicatie.
• Beide strengen wijken uiteen en een complementaire base hecht aan elke originele base.

Start van de replicatie

• Replicatie begint bij specifieke sequenties ("origin of replication", ori).
• Het enzym DNA-helicase (en topo-isomerase) ontwindt het DNA, creëerend replicatievorken.
• DNA-primase maakt een korte RNA-primer (ongeveer 30 nucleotiden) voor DNA-polymerase.

DNA-polymerase en de synthese van nieuwe strengen

• DNA-polymerase polymeriseert desoxyribonucleotiden aan het 3'-uiteinde van de primer.
• De synthese gebeurt in 5'→3' richting.
• Enkel één streng kan continu worden gevormd ("leading strand") omdat DNA-polymerase nucleotiden enkel aan het 3' einde kan binden.
• De andere streng wordt discontinu gevormd ("lagging strand") in stukken (Okazaki-fragmenten).
• Een nieuwe RNA-primer moet worden gevormd op de discontinue streng om DNA-polymerase te laten voortgaan.
• Deze fragmenten worden later aan elkaar gelinkt.

Okazaki-fragmenten en DNA-ligase

• DNA-polymerase verwijdert de RNA-primers en vervangt ze door DNA-nucleotiden.
• DNA-ligase verbindt de fragmenten van de lagging strand.

Snelheid en nauwkeurigheid van replicatie

• De replicatiesnelheid is ongeveer 50 baseparen per seconde.
• Door vele origins of replication kan het hele DNA binnen een uur gerepliceerd worden.
• DNA-polymerase heeft een "proofreading" mechanisme om fouten te corrigeren.
• De foutfrequentie is ongeveer 1 fout op 10 miljoen nucleotiden.
• Verschillende DNA-polymerasen (α, δ, ε, etc.) bestaan bij eukaryoten, met verschillende foutfrequenties.