Η βασική διαφορά μεταξύ υστερούντος και προπορευόμενου κλώνου είναι ότι η σύνθεση του υστερούντος κλώνου είναι ασυνεχής και συμβαίνει προς την αντίθετη κατεύθυνση από την αναπτυσσόμενη διχάλα αντιγραφής, ενώ η σύνθεση του οδηγού κλώνου είναι συνεχής και συμβαίνει στην ίδια κατεύθυνση με το αναπτυσσόμενο πιρούνι αναπαραγωγής.
Η αντιγραφή DNA είναι μια σημαντική βιολογική διαδικασία που συμβαίνει σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Στην αρχή της διαδικασίας αντιγραφής, οι διπλοί κλώνοι της διπλής έλικας ξετυλίγονται μεταξύ τους και ανοίγονται για τη διαδικασία. Στη συνέχεια, κάθε σκέλος λειτουργεί ως πρότυπο για το θυγατρικό σκέλος. Η αντιγραφή του DNA λαμβάνει χώρα στο «διχάλιο αντιγραφής» που δημιουργείται από το ένζυμο ελικάση, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη διάσπαση των δεσμών υδρογόνου, συνδέοντας τους δύο κλώνους DNA μεταξύ τους. Οι προκύπτοντες απλοί κλώνοι DNA χρησιμεύουν ως πρότυπα για τους νεοσυντιθέμενους κλώνους DNA που ονομάζονται «υστερούντες και οδηγοί κλώνοι». Η σύνθεση υστερούντος κλώνου είναι ασυνεχής ενώ η σύνθεση προπορευόμενου κλώνου είναι συνεχής. Επιπλέον, υπάρχουν πολλές άλλες διαφορές μεταξύ υστερούντων και προπορευόμενων κλώνων, όπως συζητούνται σε αυτό το άρθρο.
Τι είναι το Lagging Strand;
Ο Η υστέρηση κλώνος είναι ένας από τους δύο νεοσυντιθέμενους κλώνους DNA στην αντιγραφή του DNA. Εμφανίζεται σε κατεύθυνση 3'-5', η οποία είναι η αντίθετη κατεύθυνση από την αυξανόμενη διχάλα αντιγραφής. Η σύνθεση ενός νέου κλώνου αντιγραφής DNA σε υστερούντα κλώνο γίνεται με τη δημιουργία «θραυσμάτων Okazaki», τα οποία είναι μικρά τμήματα διαφορετικού μήκους.
Εικόνα 01: Lagging Strand και Leading Strand στην αντιγραφή DNA
Επιπλέον, ένα ένζυμο που ονομάζεται DNA-λιγάση είναι υπεύθυνο για την ένωση αυτών των θραυσμάτων μεταξύ τους. Ως εκ τούτου, η δραστηριότητα του ενζύμου DNA-λιγάση είναι απαραίτητη για τη σύνθεση του υστερούντος κλώνου.
Τι είναι το Leading Strand;
Ο κύριος κλώνος είναι ο άλλος νεοδημιουργημένος κλώνος DNA που αναπαράγεται συνεχώς, σε αντίθεση με τον υστερούντα κλώνο. Επομένως, η σύνθεση αυτού του οδηγού κλώνου δεν απαιτεί δραστικότητα DNA-λιγάσης. Επιπλέον, ο οδηγός κλώνος είναι στην κατεύθυνση 5' προς 3'. Είναι αυτή η κατεύθυνση προς την οποία κινείται η διχάλα αντιγραφής.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ Lagging και Leading Strand;
- Ο καθυστερημένος και ο οδηγός κλώνος είναι δύο κλώνοι που προκύπτουν από τη διαδικασία αντιγραφής του DNA.
- Είναι συμπληρωματικά μεταξύ τους.
- Ωστόσο, τα δομικά στοιχεία κάθε κλώνου είναι δεοξυριβονουκλεοτίδια.
- Επίσης, το ένζυμο πολυμεράση DNA καταλύει τη σύνθεση και των δύο κλώνων.
- Επιπλέον, η σύνθεση και των δύο κλώνων γίνεται ταυτόχρονα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Lagging και Leading Strand;
Οι υστερούντες και οι οδηγοί είναι οι δύο κλώνοι που προκύπτουν από τη διαδικασία αντιγραφής του DNA. Εξ ορισμού, η υστέρηση κλώνος είναι ένας από τους δύο κλώνους που παράγονται σε θραύσματα κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA. Αντίθετα, ο οδηγός κλώνος είναι ο κλώνος που παράγεται συνεχώς κατά την αντιγραφή του DNA. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ του υστερούντος και του προπορευόμενου σκέλους. Επιπλέον, το εκμαγείο υστερούντος κλώνου είναι στραμμένο προς την κατεύθυνση 3' προς 5' ενώ το εκμαγείο προπορευόμενου κλώνου είναι στραμμένο προς την κατεύθυνση 5' προς 3'. Επομένως, αυτή είναι μια σημαντική διαφορά μεταξύ του υστερούντος και του προπορευόμενου σκέλους. Επιπλέον, μια περαιτέρω διαφορά μεταξύ του υστερούντος και του οδηγού κλώνου είναι η διαδικασία σύνθεσης. Η σύνθεση του υστερούντος κλώνου λαμβάνει χώρα ασυνεχώς σε θραύσματα ενώ η σύνθεση του οδηγού κλώνου λαμβάνει χώρα συνεχώς κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αντιγραφής.
Επιπλέον, η σύνθεση υστερούντος κλώνου εμφανίζεται σε θραύσματα που ονομάζονται θραύσματα Okazaki, αλλά όχι η σύνθεση του κύριου κλώνου. Επίσης, μια ακόμη διαφορά μεταξύ του υστερούντος και του οδηγού κλώνου είναι η κατεύθυνση της σύνθεσης. Η κατεύθυνση σύνθεσης του υστερούντος κλώνου είναι 3’→5’. Ωστόσο, η κατεύθυνση σύνθεσης του οδηγού κλώνου είναι 5'→3'. Εκτός από αυτό, η σύνθεση υστερούντων κλώνων απαιτεί νέους εκκινητές, συχνά για να εξυπηρετούν επαναλαμβανόμενα γεγονότα έναρξης. Ωστόσο, η αντιγραφή DNA του κύριου κλώνου πρέπει να εκκινηθεί μόνο μία φορά.
Παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ του υστερούντος και του προπορευόμενου σκέλους σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Lagging vs Leading Strand
Η αντιγραφή DNA είναι μια σημαντική διαδικασία που συμβαίνει σε ζωντανούς οργανισμούς. Αντιγράφει μόρια DNA. Οι δύο νέοι κλώνοι που παράγονται κατά τη διάρκεια της αντιγραφής του DNA είναι ο υστερούντος κλώνος και ο οδηγός κλώνος. Συνοψίζοντας τη διαφορά μεταξύ υστερούντος και προπορευόμενου κλώνου, ο υστερούντος κλώνος είναι ο κλώνος που παράγεται ασυνεχώς σε θραύσματα Okazaki στην κατεύθυνση 3' – 5', ενώ ο οδηγός κλώνος είναι ο κλώνος που παράγεται συνεχώς στην κατεύθυνση 5'- 3'. Επιπλέον, η σύνθεση υστερούντος κλώνου απαιτεί πριμάση, λιγάση DNA εκτός από DNA πολυμεράση, ενώ η σύνθεση του κύριου κλώνου απαιτεί μόνο πολυμεράση DNA.
