leading鎖のプライマーはどうなるの？

DNAの複製の辺りを勉強していて、ふと疑問になりました。

DNAの複製で、leading鎖にもプライマーは必要ですよね。このプライマーも最終的には除去されてDNA鎖に置き換わるんでしょうか？
というかならないと明らかにまずいし。

単純に考えると、プライマーを除去してしまえば3'OHがなくなってしまうから、DNAポリメラーゼはその部分のDNA鎖を合成することは出来ないですよね。
（3'→5'ポリメラーゼ活性がある酵素でもあれば別ですけど、多分無いですよね）

少しうーんと考えて思いついたんですが、複製起点を挟んだleading鎖の向こう側にはlagging鎖があるから、そっちの3'末端から5'→3'ポリメラーゼ活性で連結するんですかね。

詳しい方いらっしゃいましたら、よろしくご教授願いますm(_ _)m

No.2 ベストアンサー 回答者： Freeuser 回答日時： 2004/08/07 12:16

＞複製起点を挟んだleading鎖の向こう側にはlagging鎖があるから、そっちの3'末端から5'→3'ポリメラーゼ活性で連結するんですかね。

はい、基本的にそのとおりです。
No1さんの回答に補足しますと、通常の複製を行っているのは大腸菌ではDNApol(3)なんですが、RNAプライマーにぶち当たるとpol(1)と交代します。pol(3)には二重鎖を形成している核酸の5'→3'exonuclease活性はないんです。
pol(1)は、RNAを除去しつつ、DNAを合成するので、見かけ上ニックが5'→3'方向に動いているように見えます。これが、ニックトランスレーションです。
（translate ≒ move の意味もあります）

ちなみに、PCR用のDNAプライマーなどを人工的に合成するときは 3'→5'方向に行うそうです。　ポリメラーゼは使わずに。

この回答へのお礼

ご回答有り難うございます。
おお、とりあえず予想通りってことのようですね。スッキリしました。

Freeuserさんは上記の事実をどこで（何で）知りました？
細胞の分子生物学他、僕が持っている本ではそこは触れられてないんですよ。うーん。

プライマーの人工的な合成については某イラストレイテッドな本で読んだ気がしますが、詳細を覚えてないや(汗)
参考になります。

お礼日時：2004/08/07 16:16

No.5 回答者： Abita 回答日時： 2004/08/08 05:31

すみません、No.3ですぅ。

うろ覚えで回答してしまってちょっといい加減な記述になってしまいました。
もちろん、真核でも２方向複製はおこりますよね。
で、私の下の記述に「・・・leading鎖の末端の」とあるのは、もちろん複数ある複製開始点のウチの5'側最上流の端っこのことです。そこには「上流がない」ので、プライマーが除去された後には短縮がおこるはずです。
lagging鎖でも短縮が起こることはすっかり記憶から抜けてしまっていまいた。私もヴォート読みますです！

参考URL：http://133.100.212.50/~bc1/Biochem/NA_index.htm

この回答への補足

みなさん丁寧な回答をありがとうございました！

補足日時：2004/08/12 22:13

この回答へのお礼

どうも、お世話になります！

なるほど、確かにそうですね。
Abitaさんの紹介サイト僕も愛用してるんですけど、見事に読み飛ばしました（汗）

ありがとうございます、勉強になりました♪

お礼日時：2004/08/08 12:11

No.4 回答者： Freeuser 回答日時： 2004/08/07 17:12

ヴォートの生化学にはそれなりに詳しく載ってますよ。

念のために一言。

真核生物でも、leading鎖の5'側には隣の複製開始点から伸びてきたlagging鎖があるので、問題なくプライマー除去→DNA合成→ligationがおこなわれます。
一箇所の複製起点からは、両方向に複製が行われますので。

ちなみに、ヒトの平均的な長さの染色体を一箇所の複製起点から複製したら、30日くらいかかっちゃいます。（お母さんは何年間妊娠してれば赤ちゃんが生まれるのでしょう（笑））

テロメアが短くなるのは、むしろlagging鎖のせいで、プライマーを作る場所がないから、ぴったり端までは複製できないことによります。

この回答へのお礼

そ、そうか！ヴォートかっ！
ヴォートは先日図書館に返してしまいました。くそう。
今度読んでみますね。ありがとうございます!

お礼日時：2004/08/07 17:53

No.3 回答者： Abita 回答日時： 2004/08/07 16:40

あの、一つ補足させていただきます。

みなさん大腸菌の環状ＤＮＡを想定されて回答していらっしゃいますが、真核生物の染色体ＤＮＡの場合、話が異なります。
この場合も大腸菌同様、leading鎖の末端のプライマーは除去されるわけですが、それを埋めようにも上流がありません。ので、できません。
ですから複製の度にプライマーの分だけＤＮＡはみじかくなってしまいます。真核生物の染色体ＤＮＡの両端はテロメアと呼ばれる反復配列をもっており・・・
・これが分裂の度に短くなる
・このテロメアの長さが細胞の分裂回数を規定する
というのがテロメア仮説の骨子、だったと思います。むかーし勉強したので記憶が不確かなんですけど。
ちょっと話がそれてしまいましたが、テロメア仮説が正しいとすると、「真核生物の染色体ＤＮＡはleading鎖のプライマー部分に関して複製されない」ということになると思います。

この回答へのお礼

ご回答有り難うございます。

上でNo.4の方も仰っていますが、テロメア問題はラギング鎖の話だし、真核生物でも２方向複製は起こりますね。

テロメアの話は面白いですよね。いろんな問題クリアしてえっちらおっちらやって不老不死の生物が出来たりしたらオモロイんですけどねぇ。

お礼日時：2004/08/07 17:51

No.1 回答者： yokochoco 回答日時： 2004/08/07 11:19

leading鎖にもプライマーは必要です。

leading鎖のプライマーはRNAポリメラーぜによって作られます。
一方lagging鎖のプライマー（RNA) はprimaseによって合成されます。
当然これらのプライマーは除去される必要があります。leading鎖、lagging鎖ともに、ニックトランスレーションによってプライマーが除去されます。これはPolIの働きによるもので、まず、PolIのエキソヌクレアーゼ活性によりRNAプライマーが除去され、その部分を埋めるように伸長反応が進んだ後に、リガーゼによって連結されます。

この回答へのお礼

ご回答有り難うございます。
なるほど、、、まぁ、岡崎フラグメントの連結に関しては一応理解してるんですけどね(^^;)
lagging鎖のプライマーの除去に関しては詳しく載っているのに、leading鎖については全然言及されてないから、あれ、どうなんだろうと思った次第なのです。

leading鎖とlagging鎖ではプライマーを作る酵素が違うことをはじめて知りました（汗）　やばいかな・・・

お礼日時：2004/08/07 16:06