Разница в длине фрагментов Окадзаки

Длина фрагментов Окадзаки в отстающей цепи составляет около 100-200 нуклеотидов у эукариот и около 1000-2000 нуклеотидов у прокариот.

Что (молекулярный механизм, тип фермента) определяет длину этих фрагментов Окадзаки?

Более того, какие фрагменты, более длинные или более короткие, будут более выгодны (энергетически и с точки зрения точности)?

Более длинные фрагменты означают меньшее использование ДНК-лигазы , ДНК-полимеразы-I (прокариоты) и других ферментов, необходимых для превращения фрагментов Оказаки с диспергированными РНК-праймерами в нормальную цепь, и, следовательно, меньшее количество ошибок во время репликации в отстающей цепи. Более короткие фрагменты Окадзаки улучшают долговечность теломер за счет уменьшения закрытой части после каждого деления. Какое из этих мнений верное?

Как вы думаете, это как-то связано с линейностью нашей молекулы ДНК? Если есть более короткие фрагменты Оказаки, то и теломеры будут короче. У прокариот нет необходимости в коротких фрагментах Оказаки, поскольку их геномы кольцевые и, следовательно, теломеры отсутствуют.
@biogirl Я предполагаю, что длина части теломер, которая ограничена при каждом делении, будет уменьшена с более короткими фрагментами Окадзаки. В любом случае, увеличение продолжительности жизни теломер, возможно, могло быть причиной :)
Во-первых, эукариоты не «более развиты», чем прокариоты, они просто специализируются по-другому. Во всяком случае, прокариоты, такие как E. coli , время удвоения которых составляет всего 20 минут, могут свидетельствовать о том, что они «более» развиты, чем медленно растущие эукариоты, в отношении основных аспектов роста, таких как репликация ДНК. Таким образом, тот факт, что прокариотические фрагменты Оказаки длиннее, на самом деле может свидетельствовать о том, что более длинные фрагменты Оказаки лучше подходят для эффективности репликации ДНК, и что у эукариот они стали короче из-за какого-то другого компромисса. Практически бесполезно делать вывод об адаптивности таким образом.
@ А.Кеннард Исправлен вопрос.
@SatwikPasani Не беспокойтесь. Извините за педантичность; До сих пор я работал исключительно с бактериями, и я могу чрезмерно защищать маленьких тварей ;) Хотел бы я помочь ответить на ваш (интересный) вопрос!
Мне кажется, вы слишком много думаете об этом. Не все должно давать преимущество :) Есть известная статья о том, почему не следует предполагать, что каждая часть организма должна давать преимущество rspb.royalsocietypublishing.org/content/205/1161/581.abstract Я бы сказал, длина фрагментов в большей степени является результатом процессивности, константы связывания фермента, выполняющего затравку, концентрации фермента и т. д., а не результатом адаптации к чему-либо конкретному.
@vonMises Верно и вероятно, но тот факт, что разница в репликации между прокариотами и эукариотами по другим факторам, участвующим в репликации, весьма выражена, определена и во многих случаях объясняется повышенной эффективностью в случае эукариот (например, лучшее восстановление, регуляция). за счет многофакторного контроля инициации). Так что, возможно , к этому классу отличий относится длина фрагментов Оказаки, тем более, что разница в длине на порядок (примерно в 10 раз)!
@SatwikPasani Просто интересно ... Может ли это также быть причиной того, что репликация бактерий намного быстрее, чем у эукариот?
Фрагменты Оказаки основаны на взаимодействии между ДНК-примазой или ДНК-хеликазой, у эукариот взаимодействие больше, поэтому длина меньше, чем у прокариот.

Ответы (1)

Я нашел еще одну возможную причину из « Молекулярной биологии клетки » Брюса Альбертса : (гл. 5 стр. 254)

Нуклеосомы расположены с интервалом около 200 пар нуклеотидов вдоль цепи ДНК, что может объяснить, почему новые фрагменты Окадзаки синтезируются на отстающей цепи с интервалом 100-200 нуклеотидов у эукариот, а не 1000-2000 нуклеотидов, как у бактерий.

Как уже обсуждалось мной и @SatwikPasani в комментариях, увеличение продолжительности жизни теломер у эукариот за счет уменьшения длины фрагментов Оказаки и, следовательно, уменьшения части отсечения теломер после каждого деления может быть еще одной причиной наличия более коротких фрагментов у эукариот по сравнению с к прокариотам, не содержащим теломер.

РЕДАКТИРОВАТЬ : Подумав еще раз, связь между длиной фрагмента Окадзаки и теломерами не кажется логичной, поскольку при рассмотрении длины теломер важна только длина РНК-праймера .

Balakrishnan and Bambara (2013) подробно объясняют регуляцию (и различия между) прокариотических и эукариотических фрагментов Оказаки.

@satwik Я снова думал над этим вопросом и думаю, что то, что я сказал о длине теломер, неверно. Фрагменты Окадзаки не влияют на длину теломер, это просто РНК-праймер отстающей цепи, который не заменяется и, таким образом, приводит к более коротким теломерам. Итак, я не вижу никакой связи между более короткими фрагментами Окадзаки и теломерами. Что сказать ?
@satwik Но было бы интересно узнать, короче ли РНК-праймеры, используемые у эукариот, чем у прокариот.
истинный. Мне, безусловно, было бы интересно найти аналогичную тенденцию длины для праймеров.
@biogirl Мне было интересно то же самое относительно различий в длине фрагментов Окадзаки. Ваше обсуждение было полезным. Спасибо. Как вы упомянули, нашли ли вы какую-либо связь между изменением длины РНК-праймера и продолжительностью жизни теломер?
Дополнение: синтез отстающей цепи включает в себя изгибание оцДНК таким образом, что она выравнивается в направлении репликационной вилки. Нуклеосомы (и конденсированный эукариотический хроматин) могут препятствовать этому изгибу, так что только короткие участки согнутой оцДНК доступны для синтеза отстающей нити.
Разница в длине фрагментов Окадзаки
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v