Під час реплікації ДНК один із її ланцюгів синтезується із запізненням. Що визначає дану особливість синтезу?

Чому це правильна відповідь

Реплікація ДНК є процесом точного подвоєння генетичної інформації, у якому ключову роль відіграє структурна організація подвійнoї спіралі, зокрема антипаралельність двох полінуклеотидних ланцюгів. Один ланцюг має орієнтацію 5'→3', а другий — 3'→5', і саме ця фундаментальна властивість визначає асиметричний характер синтезу дочірніх ланцюгів. ДНК-полімераза здатна каталізувати приєднання нуклеотидів лише у напрямку 5'→3', тому один ланцюг синтезується безперервно, а другий — уривками. Механізм полягає в тому, що на провідному ланцюгу ДНК-полімераза рухається безперешкодно слідом за рухом реплікативної вилки. На відстаючому ланцюгу вона не може рухатися в напрямку відкривання подвійної спіралі, оскільки цей напрямок є 3'→5' для матриці. Тому синтез відстаючого ланцюга відбувається у вигляді коротких фрагментів Оказакі, кожен з яких починається з праймера РНК, синтезованого праймазою, і завершується після досягнення попереднього фрагмента. Регуляція цього процесу включає координацію роботи гелікази, праймази, ДНК-полімерази та ДНК-лігази. Після синтезу фрагментів Оказакі РНК-праймери видаляються РНКаза Н, а прогалини заповнюються ДНК-полімеразою та зшиваються лігазою. Весь цей каскад подій є прямим наслідком саме антипаралельного розташування ланцюгів і неможливості ферменту працювати в іншому напрямку. Клінічні наслідки порушень у цьому механізмі проявляються нестабільністю геному, підвищеною частотою мутацій, ламкістю хромосом та порушеннями репарації. Але ключовим моментом для задачі є те, що запізнення синтезу одного з ланцюгів є природною, а не патологічною особливістю структури ДНК — і викликане виключно антипаралельністю материнських ниток. Саме антипаралельність диктує необхідність двох різних режимів синтезу — безперервного та фрагментарного — а отже, повністю пояснює описану особливість реплікації.