The Okazaki fragmenti ir DNS segmenti tiek sintezēts ķēdē aiz procesā, DNS replikācija laikā. Viņi ir nosaukti viņu atklājēju Reiji Okazaki un Tsuneko Okazaki vārdā, kuri 1968. gadā pētīja DNS replikāciju vīrusā, kas inficē baktēriju Escherichia coli.
DNS veido divi virzieni, kas veido dubultu spirāli, kas daudz izskatās pēc spirālveida kāpnēm. Kad šūna dalās, tai ir jāveido sava ģenētiskā materiāla kopija. Šis ģenētiskās informācijas kopēšanas process ir pazīstams kā DNS replikācija.
DNS replikācijas laikā tiek kopētas abas ķēdes, kas veido dubulto spirāli, vienīgā atšķirība ir šo ķēžu orientācijas virziens. Viena no stīgām ir 5 '→ 3' virzienā, bet otra - pretējā virzienā, 3 '→ 5' virzienā.
Lielākā daļa informācijas par DNS replikāciju nāk no pētījumiem, kas veikti ar E. coli baktērijām un dažiem tās vīrusiem.
Tomēr ir pietiekami daudz pierādījumu, lai secinātu, ka liela daļa DNS replikācijas aspektu ir līdzīgi gan prokariotos, gan eikariotos, ieskaitot cilvēkus.
Okazaki fragmenti un DNS replikācija
DNS replikācijas sākumā dubultā spirāle tiek atdalīta ar enzīmu, ko sauc par helikāzi. DNS helikāze ir olbaltumviela, kas sarauj ūdeņraža saites, kas notur DNS dubultās spirāles struktūrā, tādējādi atstājot abus virzienus vaļīgus.
Katra virkne DNS dubultā spirālē ir vērsta pretējā virzienā. Tādējādi ķēdei ir virziens 5 '→ 3', kas ir dabiskais replikācijas virziens, un tāpēc to sauc par vadošo virkni. Otrai ķēdei ir virziens 3 '→ 5', kas ir pretējs virziens un tiek saukts par atpaliekošo virzienu.
DNS polimerāze ir enzīms, kas atbild par jaunu DNS šķiedru sintezēšanu, par šablonu ņemot divas iepriekš atdalītās šķipsnas. Šis ferments darbojas tikai 5 '→ 3' virzienā. Līdz ar to tikai vienā no šablona virzieniem (vadošā virkne) var notikt nepārtraukta jaunas DNS virknes sintēze.
Tieši pretēji, tā kā dzīsla ir pretējā orientācijā (3 '→ 5' virzienā), tās komplementārā ķēde tiek sintezēta nepārtraukti. Tas nozīmē šo ģenētiskā materiāla segmentu, ko sauc par Okazaki fragmentiem, sintēzi.
Okazaki fragmenti eukariotos ir īsāki nekā prokariotos. Tomēr vadošie un atpalikušie virzieni replicējas attiecīgi ar nepārtrauktiem un pārtrauktiem mehānismiem visos organismos.
Apmācība
Okazaki fragmenti tiek izgatavoti no īsa RNS gabala, ko sauc par grunti, kuru sintezē enzīms, ko sauc par primāzi. Grunts tiek sintezēts uz atpalikušās šablona šķipsnas.
Fermenta DNS polimerāze pievieno iepriekš nukleotīdus iepriekš sintezētam RNS primerim, tādējādi veidojot Okazaki fragmentu. Pēc tam RNS segmentu noņem ar citu fermentu un pēc tam aizstāj ar DNS.
Visbeidzot, Okazaki fragmenti tiek piesaistīti augošajai DNS virknei, izmantojot fermenta, ko sauc par ligazi, darbību. Tādējādi atpalikušās ķēdes sintēze notiek ar pārtraukumiem, jo tai ir pretēja orientācija.
Atsauces
- Alberts, B., Džonsons, A., Lūiss, J., Morgans, D., Rafs, M., Roberts, K. un Valters, P. (2014). Šūnas molekulārā bioloģija (6. izdevums). Garland zinātne.
- Bergs, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Bioķīmija (8. izdevums). WH Freeman un uzņēmums.
- Brauns, T. (2006). 3. genoms (3. izd.). Garland zinātne.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Ievads ģenētiskajā analīzē (11. izdevums). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). DNS ķēdes augšanas mehānisms. I. Iespējama nesen sintezētu ķēžu pārtraukšana un neparasta sekundārā struktūra. Amerikas Savienoto Valstu Nacionālās zinātņu akadēmijas raksti, 59 (2), 598–605.
- Snustads, D. un Simmons, M. (2011). Ģenētikas principi (6. izdevums). Džons Vilijs un dēli.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Bioķīmijas pamati: dzīve molekulārā līmenī (5. izdevums). Vilejs.