Niklas Dahrén

1. DNA-replikationen Fördjupning Niklas Dahrén

2. Semikonservativ replikation • Replikation i 5’-3’ riktning • Skillnaden mellan ”leading strand” • och ”lagging strand” Innehållet i denna undervisningsfilm:

3. Från gen till protein • Den genetiska koden • Replikationen • Transkriptionen • Translationen Fler filmer på samma tema: http://www.youtube.com/Kemilektioner

4. DNA-replikationen • DNA-molekylernamåstekopierasinförcelldelningensåattbådadottercellernafår full uppsättningav DNA-molekyler. • Kopieringenav DNA-molekylernakallasför“Replikationen”.

5. Semikonservativ replikation DNA-molekyl: 2. Nya komplementera kedjor byggs genom att fria nukleotider basparas till de gamla kedjorna. 1. DNA-molekylens båda kedjor separeras. 3. Resultatet blir att två DNA-molekyler bildas, båda dessa innehåller en gammal DNA-kedja och en nytillverkad DNA-kedja= Semikonservativ replikation!

6. DNA-polymeras kan bara bygga i 5’-3’ riktning 5´ 3´ Purin Pyrimidin Fosfat Adenin Tymin C3 C2 O C5 Deoxyribos Deoxyribos Deoxyribos C4 C1 C4 C1 C4 2 vätebindningar C5 O C2 C3 Fosfat Fosfat C3 O C2 Deoxyribos C5 3 vätebindningar C1 C4 Deoxyribos Deoxyribos C4 Cytosin Guanin C1 C3 C2 C5 O Fosfat Pyrimidin Purin • När DNA-replikationen sker binds nya nukleotider till det tredje kolet på föregående nukleotid. • DNA-polymeras kan bara koppla ihop fosfatgruppen på den nytillkomna nukleotiden med det tredje kolet på deoxyribos. • Den nya DNA-kedjan växer således i 5’-3’ –riktning. 3´ 5´

7. Konsekvensen blir att de båda DNA-kedjorna tillverkas på lite olika sätt • De båda strängarna kan bara syntetiseras i 5’-3’-riktning eftersom DNA-polymeraset bara kan koppla på nya nukleotider på det sättet. • ”Leading strand” syntetiseras i samma riktning som replikationsgaffelnoch i ett enda stycke. • Syntesen av ”Lagging strand” måste ske åt ”fel håll” jämfört med replikationsgaffeln (annars blir det inte i 5’-3’-riktning) och i korta fragment som kallas för ”Okazakifragment”. Men varje nytt fragment påbörjas så nära replikationsgaffeln som möjligt vilket gör att helheten av syntesen ändå går åt samma håll som replikationsgaffeln! • Okazakifragmenten”limmas” ihop med hjälp av enzymet ”DNA-ligas”.

8. DNA-replikationav;”leading strand” och ”lagging strand” 5´ 3´ 3´ 5´ 5´ 3´ Okazakifragment 5´ 3´ • Enzymet ”Helikas” separerar strängarna. • Enzymet ”DNA-polymeras” syntetiserar ”Leading strand” i 5´-3´-riktning i ett enda stycke. • ”DNA-polymeras” syntetiserar ”Lagging strand” i 5´-3´-riktning i små fragment som kallas för Okazakifragment. • Enzymet ”Ligas” binder ihop de olika Okazakifragmenten med varandra.

9. Syntesen av leading strand och lagging strand 3´ 5´ DNA-polymeras Leading strand 5´ Okazakifragment 3´ 3 3´ 5´ 2 Ligas DNA-polymeras 5´ 1 Lagging strand 3´ 5´ De båda strängarna är antiparallella med varandra: Där den ena strängen har sin 5’-ände där har den andra sin 3’-ände. De båda strängarna måste därför syntetiseras åt olika hålleftersom DNA-polymers enbart kan syntetisera i 5’-3’-riktning.

10. 3´ 5´ Leading strand 5´ 3´ Lagging strand 3´ 5´

11. Leading strand 5´ 3´ 3´ 5´ 3´ 5´ 3´ 5´ Lagging strand

12. Slutresultatet

13. Viktigaenzymer vid replikationen

14. Se gärna fler filmer av Niklas Dahrén: http://www.youtube.com/Kemilektioner