DNAポリメラーゼやプライマーについて

質問

大学生で教科書を読んでいていくつかわからない点があったので教えてもらいたいのですが、

１、DNAポリメラーゼはdATP、dGTP、dCTP、dTTPからDNAを合成するようなのですが、なぜ一リン酸や二リン酸のものから合成することができないのでしょうか？

２、プライマーは、オリゴヌクレオチドですが、教科書を見た限りだと鋳型DNAと同じ構造なのですが、ラギング鎖でニックトランスレーションが必要なことから、鋳型のDNAと構造が異なる点があると思うのですが、どうなんでしょうか？

わかる方回答よろしくお願いします。

回答No.2

geneticist12 · ベストアンサー

誤解を招く書き方をしてしまいましたので、
>つまり、間隔を置いたプライマーから同時多発的に伸長が起こる）。
伸長開始点に関してのことです。一旦開始されると、リーディング鎖はそれ自身がプライマーとなって伸長していくと考えられていますね。

お礼

回答ありがとうございます。

よく理解することができました。

回答No.1

geneticist12

>なぜ一リン酸や二リン酸のものから合成することができないのでしょうか？

ATPのことを考えればわかるように三リン酸は自由エネルギーが高く、リン酸がはずれることでエネルギーを放出して、自由エネルギーの低い安定な状態になります（発エルゴン反応）。自由エネルギーが高いほど発エルゴン反応は起こりやすいのです。dNTPも自由エネルギーが高いからこそ、ピロリン酸がはずれて、DNA鎖に取り込まれた自由エネルギー準位の低い安定な状態へと反応しやすいと考えてると良いのではないでしょうか。もしdNDPやdNMPがDNAが基質になるならば、単独では自由エネルギーが低すぎて反応が進まず、ATPなどによって外部からエネルギーを供給してやれなければならないでしょう（吸エルゴン反応）。

>鋳型のDNAと構造が異なる点があると思うのですが、どうなんでしょうか？

プライマーはプライマーゼによって合成されるRNAです。いかなるDNAポリメラーゼでも一本鎖の鋳型があるだけでは相補鎖の合成を始められず、合成開始点となるプライマーが対合した状態からしか伸長ができません。したがってDNAポリメラーゼではプライマーを作ることはできません。一本鎖の鋳型だけで相補鎖を合成できるのはRNAポリメラーゼだけで、プライマーゼはその一種だと考えればいいです。

>ラギング鎖でニックトランスレーションが必要なことから、
RNAプライマーはニックトランスレーションでDNAに置き換えられます。それだけでなく、ニックがライゲースで連結されるまで、伸長方向でぶつかったDNA鎖を分解しつつニックトランスレーションは続きます。これはリーディング鎖でもラギング鎖でも同じことが起こっています（つまり、間隔を置いたプライマーから同時多発的に伸長が起こる）。