De Okazaki-fragmentene er DNA-segmenter blir syntetisert i kjeden bak under prosessen med DNA-replikasjon. De er oppkalt etter oppdagerne deres, Reiji Okazaki og Tsuneko Okazaki, som i 1968 studerte DNA-replikasjon i et virus som infiserer bakterien Escherichia coli.
DNA består av to tråder som danner en dobbel helix, som ligner mye på en spiraltrapp. Når en celle skal dele den, må den lage en kopi av arvematerialet. Denne prosessen med å kopiere genetisk informasjon er kjent som DNA-replikasjon.
Under DNA-replikasjon kopieres de to kjedene som utgjør dobbelt helix, den eneste forskjellen er retningen disse kjedene er orientert i. En av strengene er i 5 '→ 3' retning og den andre er i motsatt retning, i 3 '→ 5' retning.
Det meste av informasjonen om DNA-replikasjon kommer fra studier gjort med E. coli-bakteriene og noen av virusene.
Imidlertid er det nok bevis for å konkludere med at mange av aspektene ved DNA-replikasjon er like både i prokaryoter og eukaryoter, inkludert mennesker.
Okazaki-fragmenter og DNA-replikasjon
I begynnelsen av DNA-replikasjon skilles den doble heliksen av et enzym kalt helikase. DNA-helikase er et protein som bryter hydrogenbindingene som holder DNA i den doble spiralstrukturen, og dermed forlater de to strengene løs.
Hver tråd i dobbelt-heliksen av DNA er orientert i motsatt retning. Således har en kjede retningen 5 '→ 3', som er den naturlige replikasjonsretningen og kalles derfor en ledende streng. Den andre kjeden har retning 3 '→ 5', som er omvendt retning og kalles en hengende streng.
DNA-polymerase er enzymet som har ansvaret for å syntetisere nye DNA-tråder, og tar som en mal de to tidligere separerte strengene. Dette enzymet fungerer bare i 5 '→ 3' retning. Følgelig kan bare i en av malstrengene (lederstrengen) kontinuerlig syntese av en ny DNA-streng finne sted.
Tvert imot, siden tråden er i motsatt retning (3 '→ 5' retning), blir syntesen av den komplementære kjeden utført diskontinuerlig. Dette innebærer syntese av disse segmentene av genetisk materiale kalt Okazaki-fragmenter.
Okazaki-fragmenter er kortere i eukaryoter enn i prokaryoter. Imidlertid repliserer de ledende og hengende trådene ved henholdsvis kontinuerlige og diskontinuerlige mekanismer i alle organismer.
Opplæring
Okazaki-fragmenter er laget av et kort stykke RNA som kalles en grunning, som er syntetisert av et enzym kalt primase. Primeren syntetiseres på den lagede malstrengen.
Enzymet DNA-polymerase tilfører nukleotider til den tidligere syntetiserte RNA-primeren, og danner således et Okazaki-fragment. RNA-segmentet blir deretter fjernet av et annet enzym og deretter erstattet av DNA.
Til slutt er Okazaki-fragmentene festet til den voksende DNA-strengen gjennom aktiviteten til et enzym kalt ligase. Dermed skjer syntesen av den forsinkede kjeden diskontinuerlig på grunn av dens motsatte orientering.
referanser
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (6. utg.). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokjemi (8. utg.). WH Freeman and Company.
- Brown, T. (2006). Genomer 3 (3. utg.). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Introduksjon til genetisk analyse (11. utg.). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Mekanisme for DNA-kjedevekst. I. Mulig diskontinuitet og uvanlig sekundærstruktur for nylig syntetiserte kjeder. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principles of Genetics (6. utg.). John Wiley og sønner.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life on the Molecular Level (5. utg.). Wiley.