[microcursus] wat is dna? (basis)

[Kravitz]

Primase zorgt dus voor een primer, zodat DNA-polymerase weet waar hij moet beginnen met het repliceren van het DNA.

Klopt! 

 

De primer kan dan tegenover het DNA een klein stukje RNA maken. Maar dan vind ik het nog steeds merkwaardig dat er RNA wordt aangemaakt. We zijn immers 'bezig' met het repliceren van DNA. Het is toch niet zo dat achter dat RNA (van de primer) DNA wordt gemaakt? Dan zou DNA en RNA achter elkaar in één keten terechtkomen. Dat zal niet gebeuren, denk ik?

De eerste zin klopt niet helemaal, de primer is het stukje RNA. Primer komt van het Engelse werkwoord 'to prime' wat wil zeggen klaarmaken of voorbereiden. De primer (het RNA stukje dus) wordt gesynthetiseerd complementair aan een stuk ontwonden DNA door een eiwit dat we primase noemen.
 
Wat het vervolg betreft heb je wel gelijk. Op de lagging strand wordt DNA gekopieerd via DNA-polymerase 3 tot aan de voorgaande RNA-primer. Op die positie kan het polymerase niet meer verder aangezien er een klein stukje RNA in de weg zit. De nieuw gevormde streng bestaat dus uit grote stukken dubbelstrengig DNA en lokale stukjes die (tijdelijk) een combinatie van DNA en RNA bevatten. Die stukjes noemen we een DNA/RNA duplex.
 
De combinatie van DNA en RNA wordt herkend door het enzym RNase H. Dit enzym is in staat om het RNA te verwijderen waardoor je opnieuw een enkelstrengig stukje DNA krijgt. Eenmaal het RNA verwijderd is kan DNA-polymerase 1 gemakkelijk de gaatjes opvullen. Merk op dat er ditmaal geen probleem is met de start van replicatie, het polymerase kan immers de voorgaande, reeds gekopieerde, basen "zien".
 
Tot slot worden de uiteinden het nieuwgevormde stukje DNA gelinkt aan het reeds dubbelstrengige gedeelte d.m.v. het enzym DNA ligase.
 
Hier vond ik nog een filmpje die het hele proces wat beter visueel kan tonen. In het filmpje gaan ze ook wat kort door de bocht door te zeggen dat de RNA primer wordt verwijderd door RNA-polymerase 1, maar dat is dus niet helemaal correct. Spoel door naar 1m42s of klik deze link.
 

 
 
 

[JelmerMVL]

Heel erg bedankt voor de uitgebreide reactie. Het is me allemaal veel duidelijker geworden.
Tot slot nog een klein vraagje:
 
Ik dacht altijd dat het enzym helicase de waterstofbruggen tussen de nucleotideketens verbreekt en dat dan pas DNA-polymerase tevoorschijn komt. Nu ik de twee filmpjes heb bekeken, is het volgens mij zo dat helicase en DNA-polymerase tegelijkertijd aan het werk zijn. Mijn vermoeden wordt volgens mij bevestigd door deze afbeelding (gehaald uit het eerste filmpje). Klopt het dat ze als het ware samen bezig zijn en niet om de beurt? 
 

[Kravitz]

Klopt volledig!
 
Eigenlijk is het nog iets ingewikkelder (en dat staat terecht in weinig middelbare school boeken). In realiteit vormen beide DNA-polymerases en het helicase vormen een complex waarbij alle componenten aan elkaar vast plakken. Ze zitten dus niet op afzonderlijke posities zoals in bovenstaande figuur, maar vormen één grote eenheid. Als gevolg hiervan gaat de mooie 2 dimensionale "Y"-vorm zoals opnieuw te zien in bovenstaande figuur niet helemaal op. In plaats daarvan krijg je een ingewikkelde 3D spaghetti waarbij strengen onder hoeken het complex in en uit gaan.
 
Op het einde van het eerste filmpje tonen ze al een kort beeld waarin de twee polymerases aan elkaar vasthangen. Voor het overzicht wordt het helicase zelfs niet getoond.
 
Als je een smaakje wil hebben van hoe het er echt aan toe gaat, dan heb ik nog dit filmpje voor je .
 

Bron: YouTube - Masteringbiology.com - Pearson Education
 
Niettegenstaande dat het complexe model de realiteit weergeeft zoals we die nu kennen kan je met het "Y"-vormige model zogoed als alles verklaren. Vandaar dat dit ook in de meeste boeken beschreven staat.

[JelmerMVL]

Heel erg bedankt voor uw tijd! Door uw uitleg en de filmpjes heb ik een veel beter beeld over hoe de DNA-replicatie nu daadwerkelijk in elkaar zit. 

[Kravitz]

Graag gedaan!