De Okazaki fragment är DNA-segment syntetiseras i kedjan bakom under processen för DNA-replikation. De har fått sitt namn efter deras upptäckare, Reiji Okazaki och Tsuneko Okazaki, som 1968 studerade DNA-replikering i ett virus som infekterar bakterien Escherichia coli.
DNA består av två trådar som bildar en dubbel spiral, som liknar en spiraltrappa. När en cell ska delas måste den göra en kopia av dess genetiska material. Denna process för kopiering av genetisk information kallas DNA-replikering.
Under DNA-replikering kopieras de två kedjorna som utgör den dubbla spiralen, den enda skillnaden är i vilken riktning dessa kedjor är orienterade. En av strängarna är i 5 '→ 3' -riktningen och den andra är i motsatt riktning, i 3 '→ 5' -riktningen.
Merparten av informationen om DNA-replikering kommer från studier gjorda med E. coli-bakterierna och några av dess virus.
Det finns emellertid tillräckligt med bevis för att dra slutsatsen att mycket av aspekterna av DNA-replikation liknar både prokaryoter och eukaryoter, inklusive människor.
Okazaki-fragment och DNA-replikering
I början av DNA-replikation separeras den dubbla helixen av ett enzym som kallas helikas. DNA-helikas är ett protein som bryter vätebindningarna som håller DNA i den dubbla spiralstrukturen och därmed lämnar de två strängarna lösa.
Varje tråd i DNA-dubbelhelixen är orienterad i motsatt riktning. Således har en kedja riktningen 5 '→ 3', som är den naturliga replikationsriktningen och kallas därför en ledande tråd. Den andra kedjan har riktning 3 '→ 5', som är omvänd riktning och kallas en släpsträng.
DNA-polymeras är det enzym som ansvarar för att syntetisera nya DNA-strängar och tar som en mall de två tidigare separerade strängarna. Detta enzym fungerar bara i 5 '→ 3' -riktningen. Följaktligen kan endast i en av mallsträngarna (ledarsträngen) den kontinuerliga syntesen av en ny DNA-sträng äga rum.
Tvärtom, eftersom strängen är i motsatt riktning (3 '→ 5'), utförs syntesen av dess komplementära kedja diskontinuerligt. Detta innebär syntes av dessa segment av genetiskt material som kallas Okazaki-fragment.
Okazaki-fragment är kortare i eukaryoter än i prokaryoter. De ledande och släpande strängarna replikeras emellertid med kontinuerliga respektive diskontinuerliga mekanismer i alla organismer.
Träning
Okazaki-fragment är gjorda av en kort bit RNA som kallas en primer, som syntetiseras av ett enzym som kallas primas. Primern syntetiseras på den lagrade mallsträngen.
Enzymet DNA-polymeras lägger till nukleotider till den tidigare syntetiserade RNA-primern och bildar därmed ett Okazaki-fragment. RNA-segmentet avlägsnas därefter av ett annat enzym och ersätts sedan av DNA.
Slutligen är Okazaki-fragmenten fästa vid den växande DNA-strängen genom aktiviteten hos ett enzym som kallas ligas. Således sker syntesen av den fördröjda kedjan diskontinuerligt på grund av dess motsatta orientering.
referenser
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Cellens molekylärbiologi (6: e upplagan). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemi (8: e upplagan). WH Freeman and Company.
- Brown, T. (2006). Genom 3 (3: e upplagan). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Introduktion till genetisk analys (11: e upplagan). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Mekanism för DNA-kedjatillväxt. I. Eventuell diskontinuitet och ovanlig sekundärstruktur hos nyligen syntetiserade kedjor. Förfaranden från National Academy of Sciences of the United States of America, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principes of Genetics (6: e upplagan). John Wiley och söner.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life on the Molecular Level (5: e upplagan). Wiley.