遅行性と追い越し性の重要な違いは、遅行性の鎖の合成は不連続で、成長している複製分枝の反対方向に起こるのに対し、優位性の鎖の合成は連続的で、成長している複製分枝と同じ方向に起こるという点である。

DNAの複製は、生体の中で行われる重要な生物学的プロセスです。複製プロセスの最初には、二重らせんの二本鎖が互いに展開し、プロセスのために開かれている。そして、それぞれの鎖は娘鎖の鋳型として機能する。ヘリカーゼは、複製時にDNA鎖をつなぐ役割を担っている。生成された個々のDNA鎖は、「ラグ・リード鎖」と呼ばれる新たに合成されるDNA鎖の鋳型として機能する。遅れている鎖の合成は不連続であり、リードしている鎖の合成は連続的である。このほかにも、本稿で紹介したように、ラギングストランドとリーディングストランドには違いがある。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ラギングストランドとは 3. リーディングストランドとは 4. ラギングストランドとリーディングストランドの類似点 5. サイドバイサイドの比較 - ラギングストランドとリーディングストランドを表形式で表示 6. まとめ

ラギングストランドは何ですか？

ラギング鎖は、DNA複製において新たに合成された2本のDNA鎖のうちの1本である。これは、成長する複製フォークとは反対方向の3'-5'方向で起こる。遅れてきた鎖に新しい複製DNAを合成するには、「岡崎フラグメント」と呼ばれる長さの異なる短いフラグメントを作ることで実現します。

図01：DNA複製における遅発性鎖と先行性鎖

さらに、DNAリガーゼと呼ばれる酵素が、これらの断片を結びつける役割を担っている。したがって、DNAリガーゼの活性は、遅発鎖の合成に不可欠である。

リーディングストランドは何ですか？

先行鎖は、遅行鎖とは異なり、連続的に複製される別の新しく作られたDNA鎖である。したがって、このリード鎖の合成には、DNAリガーゼ活性は必要ない。また、リーディングストランドは5′から3′の方向に向いている。この方向に複製分枝が移動するのです。

遅々として進まないとリーディングストランドの共通点

• DNAが複製される際にできる2本の鎖を「遅れ鎖」と「進み鎖」という。
• 両者は相性がいいのです。
• しかし、それぞれの鎖の構成要素はデオキシリボ核酸である。
• また、DNAポリメラーゼ酵素は、両鎖の合成を触媒する。
• さらに、2本の鎖の合成は同時に行われる。

遅々として進まないとリーディングストランドの違い

DNAが複製される際にできる2本の鎖を「ラギングストランド」と「リーディングストランド」と呼びます。定義によれば、ラギングストランドとは、DNA複製の際に断片によって作られる2本の鎖のうちの1本である。一方、リーディングストランドとは、DNA複製の際に連続して作られる鎖のことである。したがって、ここがラギングとオーバーランの重要な違いです。また、遅行鎖の鋳型は3'から5'方向に、先行鎖の鋳型は5'から3'方向に配向している。従って、これはラギングとリーディングの大きな違いである。さらに、ラギングストランドとリーディングストランドのもう一つの違いは、合成のプロセスです。複製過程では、遅れの鎖の合成は不連続であるのに対して、先頭の鎖の合成は連続的である。

また、岡崎フラグメントと呼ばれるフラグメントでは、リーディングストランドの合成ではなく、ラギングストランドの合成が行われる。ラギングチェーンとリーディングチェーンのもう一つの違いは、合成の方向性である。遅れている鎖の合成方向は3′→5′である。一方、リード鎖の合成方向は5′→3′である。これに加えて、ラギング鎖の合成には、通常、繰り返し行われる開始事象に対応するために新しいプライマーが必要である。しかし、DNAの複製は一度だけ始めればよい。

次のインフォグラフィックは、ラギングストランドとリーディングストランドの違いを表形式でまとめたものである。

概要 - 遅々として進まない vs. リーディングストランド

DNAの複製は、生体内で行われる重要なプロセスである。DNA分子を複製する。DNA複製の際にできる新しい鎖は、遅行鎖と先行鎖の2本である。ラギングストランドとリーディングストランドの違いをまとめると、ラギングストランドは岡崎フラグメントによって3'-5'方向に不連続に生成されるストランドであり、リーディングストランドは5'-3'方向に連続して生成されるストランドである。また、遅行鎖の合成にはDNAポリメラーゼではなく、DNAリガーゼであるプライマーゼが必要であるのに対し、先行鎖の合成にはDNAポリメラーゼのみが必要である。

引用

1 「DNA複製」ウィキペディア、ウィキメディア財団、2019年5月6日、利用可能。"DNA複製：優性鎖とDNAポリメラーゼの活性"Study.com, available here. 2 "DNA複製：優性鎖とDNAポリメラーゼの活性".スタディ・ドット・コム