V Okazaki fragmenti so DNA segmenti sintetiziramo v verigi zadaj v procesu replikacije DNA. Poimenovana sta po svojih odkritljih Reiji Okazaki in Tsuneko Okazaki, ki sta leta 1968 preučevala podvajanje DNK v virusu, ki okuži bakterijo Escherichia coli.
DNK je sestavljen iz dveh pramenov, ki tvorita dvojno vijačnico, ki je precej podobna spiralnemu stopnišču. Ko se celica deli, mora narediti kopijo svojega genskega materiala. Ta postopek kopiranja genetskih informacij je znan kot podvajanje DNK.
Med podvajanjem DNK se kopirajo dve verigi, ki sestavljata dvojno vijačnico, edina razlika je v smeri usmeritve teh verig. Eden od strun je v smeri 5 '→ 3', drugi pa v nasprotni smeri, v smeri 3 '→ 5'.
Večina informacij o podvajanju DNK izhaja iz raziskav, opravljenih z bakterijo E. coli in nekaterimi njenimi virusi.
Vendar pa obstaja dovolj dokazov, da lahko sklepamo, da je večina vidikov podvajanja DNK podobna tako pri prokariotih kot pri evkariotih, tudi pri ljudeh.
Okazaki fragmenti in podvajanje DNK
Na začetku podvajanja DNA dvojno vijačnico ločimo z encimom, imenovanim helikaza. DNA helikaza je protein, ki razbije vodikove vezi, ki zadržujejo DNK v strukturi dvojne vijačnice in tako puščata dva sklopa.
Vsak pramen v dvojni vijačnici DNA je usmerjen v nasprotno smer. Tako ima veriga smer 5 '→ 3', kar je naravna smer razmnoževanja in zato jo imenujemo vodljiva nit. Druga veriga ima smer 3 '→ 5', ki je obratna smer in se imenuje zaostali pramen.
DNA polimeraza je encim, zadolžen za sintezo novih verig DNK, pri čemer kot predlogo vzamemo dva predhodno ločena sklopa. Ta encim deluje le v smeri 5 '→ 3'. Posledično lahko le v enem od predlogov (predloga) poteka neprekinjena sinteza novega verige DNA.
Nasprotno, ker je pramen v nasprotni usmeritvi (smer 3 '→ 5'), se sinteza njegove komplementarne verige izvaja nenadno. To pomeni sintezo teh segmentov genskega materiala, imenovanih fragmenti Okazaki.
Okazaki fragmenti so pri evkariotih krajši kot pri prokariotih. Vendar se vodilni in zaostali prameni razmnožujejo z neprekinjenimi in neprekinjenimi mehanizmi v vseh organizmih.
Usposabljanje
Okazaki fragmenti so narejeni iz kratkega koščka RNK, ki se imenuje primer, ki ga sintetizira encim, imenovan primaza. Temeljni premaz se sintetizira na niti, ki zaostaja predlogo.
Encimska polimeraza dodaja nukleotide predhodno sintetiziranim primerom RNA in tako tvori fragment Okazaki. Segment RNA se nato odstrani z drugim encimom in nato nadomesti z DNK.
Na koncu so fragmenti Okazaki pritrjeni na rastoči niz DNK z aktivnostjo encima, imenovanega ligaza. Tako nastane sintezna zaostala veriga zaradi svoje nasprotne usmeritve.
Reference
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molekularna biologija celice (6. izd.). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokemija (8. izd.). WH Freeman in družba.
- Brown, T. (2006). Genomi 3 (3. izd.). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Uvod v genetsko analizo (11. izd.). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Mehanizem rasti verige DNA. I. Možna prekinitev in nenavadna sekundarna struktura novo sintetiziranih verig. Zbornik Nacionalne akademije znanosti Združenih držav Amerike, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Načela genetike (6. izd.). John Wiley in sinovi.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Osnove biokemije: življenje na molekularni ravni (5. izd.). Wiley.