Okazaki-fragmentit ovat DNA-segmentit syntetisoidaan ketjun takana prosessin aikana DNA: n replikaation. Ne on nimetty keksijöidensä Reiji Okazakin ja Tsuneko Okazakin mukaan, jotka tutkivat vuonna 1968 DNA: n replikaatiota viruksessa, joka tartuttaa Escherichia coli -bakteerin.
DNA koostuu kahdesta juosteesta, jotka muodostavat kaksinkertaisen kierukan, joka näyttää paljon spiraaliportaalta. Kun solu aikoo jakaa sen, sen on tehtävä kopio geneettisestä materiaalistaan. Tämä geneettisen tiedon kopiointiprosessi tunnetaan DNA-replikaationa.
DNA-replikaation aikana kaksi kaksoiskierrettä muodostavaa ketjua kopioidaan, ainoa ero on suunta, johon nämä ketjut ovat suunnistuneet. Yksi merkkijonoista on suuntaan 5 '→ 3' ja toinen vastakkaiseen suuntaan, suuntaan 3 '→ 5'.
Suurin osa DNA: n replikaatiotiedoista tulee tutkimuksista, jotka on tehty E. coli -bakteereilla ja joillakin sen viruksilla.
On kuitenkin riittävästi näyttöä päätellä, että suuri osa DNA: n replikaation näkökohdista on samankaltainen sekä prokaryooteissa että eukaryooteissa, mukaan lukien ihmiset.
Okazaki-fragmentit ja DNA-replikaatio
DNA-replikaation alussa kaksoiskierre erotetaan entsyymillä, jota kutsutaan helikaasiksi. DNA-helikaasi on proteiini, joka hajottaa vedysidokset, jotka pitävät DNA: ta kaksoiskierrerakenteessa, jättäen siten kaksi juostetta löysäksi.
Jokainen DNA-kaksoiskierrellä oleva juoste on suunnattu vastakkaiseen suuntaan. Siksi ketjulla on suunta 5 '→ 3', mikä on luonnollinen replikaation suunta ja siksi sitä kutsutaan johtavaksi juosteeksi. Toisella ketjulla on suunta 3 '→ 5', mikä on käänteinen suunta ja jota kutsutaan jäljellä olevaksi juosteeksi.
DNA-polymeraasi on entsyymi, joka vastaa uusien DNA-juosteiden syntetisoimisesta ottaen templaatiksi kaksi aiemmin erotettua juostetta. Tämä entsyymi toimii vain suuntaan 5 '→ 3'. Niinpä vain yhdessä templaattilankoista (johtajaketju) voi tapahtua uuden DNA-juosteen jatkuva synteesi.
Sitä vastoin, kun juoste on päinvastaisessa suunnassa (3 '→ 5'), sen komplementaarisen ketjun synteesi suoritetaan epäjatkuvasti. Tämä tarkoittaa näiden geneettisen materiaalin segmenttien, nimeltään Okazaki-fragmentit, synteesiä.
Okazaki-fragmentit ovat eukaryooteissa lyhyempiä kuin prokaryooteissa. Johtavat ja jäljessä olevat juosteet kuitenkin toistuvat jatkuvilla ja epäjatkuvilla mekanismeilla, vastaavasti, kaikissa organismeissa.
koulutus
Okazaki-fragmentit valmistetaan lyhyestä RNA-kappaleesta, nimeltään aluke, jonka syntetisoi entsyymi, nimeltään primaasi. Aluke syntetisoidaan viivästyneellä templaattilangalla.
Entsyymi-DNA-polymeraasi lisää nukleotidejä aikaisemmin syntetisoituun RNA-alukkeeseen muodostaen siten Okazaki-fragmentin. RNA-segmentti poistetaan sen jälkeen toisella entsyymillä ja korvataan sitten DNA: lla.
Lopuksi Okazaki-fragmentit kiinnittyvät kasvavaan DNA-juosteeseen ligaasin kutsun entsyymin aktiivisuuden kautta. Siten jäljessä olevan ketjun synteesi tapahtuu epäjatkuvasti sen vastakkaisesta orientaatiosta johtuen.
Viitteet
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Solun molekyylibiologia (6. painos). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemia (8. painos). WH Freeman ja yritys.
- Brown, T. (2006). Genomit 3 (3. painos). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Johdatus geneettiseen analyysiin (11. painos). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). DNA-ketjun kasvumekanismi. I. Äskettä syntetisoitujen ketjujen mahdollinen epäjatkuvuus ja epätavallinen sekundaarirakenne. Amerikan yhdysvaltojen kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Genetiikan periaatteet (6. painos). John Wiley ja pojat.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Biokemian perusteet: Elämä molekyylitasolla (5. painos). Wiley.