Te fragmenty Okazaki są segmenty DNA syntetyzowane są w łańcuchu tyłu podczas procesu replikacji DNA. Zostały nazwane na cześć ich odkrywców, Reiji Okazaki i Tsuneko Okazaki, którzy w 1968 roku badali replikację DNA wirusa infekującego bakterię Escherichia coli.
DNA składa się z dwóch nici, które tworzą podwójną helisę, która wygląda jak spiralne schody. Kiedy komórka ma się podzielić, musi wykonać kopię swojego materiału genetycznego. Ten proces kopiowania informacji genetycznej jest znany jako replikacja DNA.
Podczas replikacji DNA kopiowane są dwa łańcuchy tworzące podwójną helisę, jedyną różnicą jest kierunek, w którym te łańcuchy są zorientowane. Jedna ze strun jest skierowana w kierunku 5 '→ 3', a druga w kierunku przeciwnym, w kierunku 3 '→ 5'.
Większość informacji na temat replikacji DNA pochodzi z badań przeprowadzonych na bakterii E. coli i niektórych jej wirusach.
Jednak jest wystarczająco dużo dowodów, aby stwierdzić, że wiele aspektów replikacji DNA jest podobnych zarówno u prokariontów, jak i eukariontów, w tym ludzi.
Fragmenty Okazaki i replikacja DNA
Na początku replikacji DNA podwójna helisa jest oddzielona enzymem zwanym helikazą. Helikaza DNA to białko, które rozrywa wiązania wodorowe utrzymujące DNA w strukturze podwójnej helisy, pozostawiając w ten sposób dwie nici luźne.
Każda nić w podwójnej helisie DNA jest zorientowana w przeciwnym kierunku. Zatem łańcuch ma kierunek 5 '→ 3', który jest naturalnym kierunkiem replikacji i dlatego nazywa się go nicią przewodzącą. Drugi łańcuch ma kierunek 3 '→ 5', który jest odwrotnym kierunkiem i nazywany jest nicią opóźniającą.
Polimeraza DNA jest enzymem odpowiedzialnym za syntezę nowych nici DNA, przyjmując za szablon dwie wcześniej rozdzielone nici. Ten enzym działa tylko w kierunku 5 '→ 3'. W konsekwencji tylko w jednej z nici matrycowych (wiodącej) może mieć miejsce ciągła synteza nowej nici DNA.
Wręcz przeciwnie, ponieważ nić jest w odwrotnej orientacji (kierunek 3 '→ 5'), synteza jej łańcucha komplementarnego jest nieciągła. Oznacza to syntezę tych segmentów materiału genetycznego zwanych fragmentami Okazaki.
Fragmenty Okazaki są krótsze u eukariontów niż u prokariotów. Jednak nici przewodzące i opóźniające replikują się odpowiednio w mechanizmach ciągłych i nieciągłych we wszystkich organizmach.
Trening
Fragmenty Okazaki są wykonane z krótkiego fragmentu RNA zwanego starterem, który jest syntetyzowany przez enzym zwany prymazą. Starter jest syntetyzowany na opóźnionej nici matrycy.
Enzym polimeraza DNA dodaje nukleotydy do wcześniej zsyntetyzowanego startera RNA, tworząc w ten sposób fragment Okazaki. Segment RNA jest następnie usuwany przez inny enzym, a następnie zastępowany przez DNA.
Wreszcie, fragmenty Okazaki są przyłączane do rosnącej nici DNA w wyniku działania enzymu zwanego ligazą. Tak więc synteza opóźnionego łańcucha zachodzi w sposób nieciągły z powodu jego przeciwnej orientacji.
Bibliografia
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6th ed.). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochemistry (8th ed.). WH Freeman and Company.
- Brown, T. (2006). Genomes 3 (3rd ed.). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Wprowadzenie do analizy genetycznej (wyd. 11). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Mechanizm wzrostu łańcucha DNA. I. Możliwa nieciągłość i niezwykła struktura wtórna nowo syntetyzowanych łańcuchów. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. i Simmons, M. (2011). Principles of Genetics (6th ed.). John Wiley and Sons.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Podstawy biochemii: Życie na poziomie molekularnym (wyd. 5). Wiley.