49 / 264
50
Εκδόσεις ΜΠΑΧΑΡΑΚΗ – Βιολογία Θετικών Σπουδών
Απάντηση:
Δ1.
Γνωρίζουμε ότι τόσο η κωδική αλυσίδα του DNA όσο και το mRNA, είναι
συμπληρωματικά προς τη μεταγραφόμενη αλυσίδα του DNA, με τη διαφορά
ότι όπου στην κωδική αλυσίδα υπάρχει Τ στο mRNA υπάρχει U. Εφόσον το
κωδικόνιο έναρξης του mRNA είναι το AUG με κατεύθυνση 5’AUG 3’, το
αντίστοιχο κωδικόνιο στην κωδική αλυσίδα του DNA θα είναι το ATG και θα
έχει κατεύθυνση 5’ ATG 3’. Επίσης, εφόσον τα κωδικόνια λήξης του mRNA
είναι τα 5’ UAG 3’ ή 5’ UGA 3’ ή 5’ UAA 3’, τα αντίστοιχα κωδικόνια στην
κωδική αλυσίδα του DNA θα είναι τα 5’ ΤAG 3’ ή 5’ ΤGA 3’ ή 5’ ΤAA 3’. Τέλος, οι
βάσεις ανάμεσα στο κωδικόνιο έναρξης και το κωδικόνιο λήξης θα πρέπει να
διαβάζονται ανά τριάδες (κώδικας τριπλέτας), συνεχόμενα χωρίς να
παραλείπεται κάποιο νουκλεοτίδιο (συνεχής), καθώς κάθε νουκλεοτίδιο
ανήκει σε μία μόνο τριπλέτα (μη επικαλυπτόμενος). Σε κάθε διπλή έλικα οι
δύο αλυσίδες είναι αντιπαράλληλες, άρα απέναντι από το 5’ άκρο της κωδικής
θα βρίσκεται το 3’ άκρο της μη-κωδικής αλυσίδας και αντίστροφα. Επομένως η
κωδική αλυσίδα του τμήματος DNA είναι η αλυσίδα 2 και η μη-κωδική είναι η
αλυσίδα 1.
Τα άκρα των δύο αλυσίδων έχουν ως εξής:
Αλυσίδα 1
η
:
5’–GTTGAATTCTTAGCTTAAGTCGGGCATGAATTCTC–3’
Αλυσίδα 2
η
:
3’–CAACTTAAGAATCGAATTCAGCCCGTACTTAAGAG–5’
Δ2.
Με συνεχή τρόπο αντιγράφεται η 2
η
αλυσίδα και με ασυνεχή τρόπο η 1
η
.
Οι DΝΑ πολυμεράσες λειτουργούν μόνο προς καθορισμένη κατεύθυνση και
τοποθετούν τα νουκλεοτίδια στο ελεύθερο 3' άκρο της δεοξυριβόζης του
τελευταίου νουκλεοτιδίου κάθε αναπτυσσόμενης αλυσίδας επιμηκύνοντας τα
πρωταρχικά τμήματα RNA. Έτσι, λέμε ότι αντιγραφή γίνεται με
προσανατολισμό 5' προς 3'. Κάθε νεοσυντιθέμενη αλυσίδα θα έχει
προσανατολισμό 5'
3'. Έτσι, σε κάθε διπλή έλικα που παράγεται οι δύο
αλυσίδες θα είναι αντιπαράλληλες. Για να ακολουθηθεί αυτός ο κανόνας σε
κάθε τμήμα DΝΑ που γίνεται η αντιγραφή, η σύνθεση του DΝΑ είναι συνεχής
στη μια αλυσίδα και ασυνεχής στην άλλη. Επειδή οι DNA πολυμεράσες δεν
έχουν την ικανότητα να αρχίσουν την αντιγραφή, το κύτταρο έχει ένα ειδικό
σύμπλοκο που αποτελείται από πολλά ένζυμα, το πριμόσωμα, το οποίο
συνθέτει στις θέσεις έναρξης της αντιγραφής μικρά τμήματα RNA,
συμπληρωματικά προς τις μητρικές αλυσίδες, τα οποία ονομάζονται
πρωταρχικά τμήματα. Αφού η αντιγραφή γίνεται με φορά 5’
3’ και το
πρωταρχικό τμήμα τοποθετείται στη θέση έναρξης της αντιγραφής, συνεπώς
και αυτό θα έχει κατεύθυνση 5’
3’. Τα πρωταρχικά τμήματα (i) και (ii) έχουν
συμπληρωματικές αλληλουχίες στην 1
η
αλυσίδα ενώ στη 2
η
αλυσίδα υπάρχει
μόνο μία συμπληρωματική αλληλουχία πρωταρχικού τμήματος (iii), έτσι