На фрагменти Okazaki са ДНК сегменти са синтезирани във веригата зад по време на процеса на ДНК репликация. Те са кръстени на техните откриватели Рейджи Оказаки и Цунеко Оказаки, които през 1968 г. изучават репликацията на ДНК във вирус, който заразява бактерията Escherichia coli.
ДНК е изградена от две нишки, които образуват двойна спирала, която прилича много на спираловидно стълбище. Когато клетката ще се раздели, тя трябва да направи копие на генетичния си материал. Този процес на копиране на генетична информация е известен като репликация на ДНК.
По време на репликацията на ДНК се копират двете вериги, съставляващи двойната спирала, като единствената разлика е посоката, в която тези вериги са ориентирани. Едната от струните е в посока 5 '→ 3', а другата е в обратна посока, в посока 3 '→ 5'.
По-голямата част от информацията за репликацията на ДНК идва от проучвания, проведени с бактерията E. coli и някои от нейните вируси.
Има обаче достатъчно доказателства, за да се заключи, че голяма част от аспектите на репликацията на ДНК са сходни както при прокариотите, така и при еукариотите, включително и при хората.
Фрагменти на Okazaki и репликация на ДНК
В началото на репликацията на ДНК двойната спирала се разделя с ензим, наречен хеликаза. ДНК хеликазата е протеин, който разрушава водородните връзки, които държат ДНК в структурата на двойната спирала, като по този начин оставя двете нишки свободни.
Всеки кичур в ДНК двойната спирала е ориентиран в обратна посока. По този начин верига има посоката 5 '→ 3', което е естествената посока на репликация и затова тя се нарича проводяща нишка. Другата верига има посока 3 '→ 5', която е обратна посока и се нарича изоставаща нишка.
ДНК полимеразата е ензимът, отговорен за синтеза на нови нишки на ДНК, като за шаблон се вземат двете преди това отделени нишки. Този ензим работи само в посока 5 '→ 3'. Следователно само в една от шаблоните (водещата верига) може да се осъществи непрекъснат синтез на нова верига ДНК.
Напротив, тъй като нишката е в обратна ориентация (3 '→ 5' посока), синтезът на нейната допълваща се верига се извършва прекъснато. Това предполага синтеза на тези сегменти от генетичен материал, наречени фрагменти от Okazaki.
Фрагментите на Okazaki са по-къси при еукариотите, отколкото при прокариотите. Провеждащите и изоставащите нишки обаче се възпроизвеждат чрез непрекъснати и прекъснати механизми, съответно, във всички организми.
обучение
Фрагментите на Okazaki са направени от късо парче РНК, наречено праймер, което се синтезира от ензим, наречен примаза. Грундът се синтезира върху изоставания шаблон.
Ензимната ДНК-полимераза добавя нуклеотиди към преди синтезирания РНК праймер, като по този начин образува фрагмент на Okazaki. Впоследствие сегментът на РНК се отстранява от друг ензим и след това се заменя с ДНК.
Накрая, фрагментите на Okazaki са прикрепени към нарастващата верига на ДНК чрез активността на ензим, наречен лигаза. По този начин синтезът на изоставащата верига се осъществява прекъснато поради нейната противоположна ориентация.
Препратки
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Молекулярна биология на клетката (6-то изд.). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Биохимия (8-мо изд.). WH Freeman и компания.
- Браун, Т. (2006). Геноми 3 (3-то изд.). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Въведение в генетичния анализ (11-то издание). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Механизъм на растежа на ДНК веригата. I. Възможна прекъсване и необичайна вторична структура на новосинтезирани вериги. Трудове на Националната академия на науките на Съединените американски щати, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Принципи на генетиката (6-то изд.). Джон Уайли и синове.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Основи на биохимията: живот на молекулярно ниво (5-то изд.). Уайли.