Ці фрагменти Окадзакі є сегменти ДНК синтезуються в ланцюжку позаду під час процесу реплікації ДНК. Вони названі на честь своїх відкривачів Рейджі Оказакі та Цунеко Оказакі, які в 1968 р. Вивчали реплікацію ДНК у вірусі, який заражає бактерію Escherichia coli.
ДНК складається з двох ниток, які утворюють подвійну спіраль, яка дуже схожа на спіральну сходи. Коли клітина поділиться, вона повинна зробити копію свого генетичного матеріалу. Цей процес копіювання генетичної інформації відомий як реплікація ДНК.
Під час реплікації ДНК копіюються дві ланцюги, що складають подвійну спіраль, єдиною різницею є напрямок, в якому ці ланцюги орієнтовані. Одна з струн - у напрямку 5 '→ 3', а друга - у зворотному напрямку, у напрямку 3 '→ 5'.
Більшість інформації про реплікацію ДНК надходить з досліджень, проведених з бактеріями E. coli та деякими її вірусами.
Однак є достатньо доказів для висновку, що більшість аспектів реплікації ДНК схожі як у прокаріотів, так і у еукаріотів, у тому числі у людини.
Фрагменти Оказакі та реплікація ДНК
На початку реплікації ДНК подвійну спіраль відокремлюють ферментом, який називається геліказа. ДНК-геліказа - це білок, який розриває водневі зв’язки, які утримують ДНК у структурі подвійної спіралі, тим самим залишаючи дві нитки вільними.
Кожна ланцюжок у подвійній спіралі ДНК орієнтована у зворотному напрямку. Таким чином, ланцюг має напрямок 5 '→ 3', що є природним напрямом реплікації, і тому її називають провідною ланцюгом. Інший ланцюг має напрямок 3 '→ 5', що є зворотним напрямком і називається відсталою ланцюгом.
ДНК-полімераза - це фермент, який відповідає за синтез нових ланцюгів ДНК, беручи за шаблон дві раніше відокремлені ланцюги. Цей фермент працює лише в напрямку 5 '→ 3'. Отже, лише в одній з ниток шаблону (провідної ланцюга) може відбуватися безперервний синтез нової ланцюга ДНК.
Навпаки, оскільки нитка знаходиться в протилежній орієнтації (3 '→ 5' напрямок), синтез її комплементарної ланцюга здійснюється переривчасто. Це передбачає синтез цих сегментів генетичного матеріалу, які називаються фрагментами Оказакі.
Фрагменти Оказакі у еукаріотів коротші, ніж у прокаріотів. Однак провідні та відстаючі пасма реплікуються безперервними і розривними механізмами, відповідно, у всіх організмах.
Навчання
Фрагменти Оказакі виготовляються з короткого шматочка РНК, який називається праймером, який синтезується ферментом, званим примазою. Ґрунтовка синтезується на прошарку з відсталим шаблоном.
Ферментна ДНК-полімераза додає нуклеотиди до раніше синтезованого праймера РНК, утворюючи, таким чином, фрагмент Оказакі. Потім сегмент РНК видаляється іншим ферментом і потім замінюється ДНК.
Нарешті, фрагменти Оказакі приєднуються до зростаючої ланцюга ДНК завдяки активності ферменту, який називається лігазою. Таким чином, синтез відсталої ланцюга відбувається переривчасто через її протилежну спрямованість.
Список літератури
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Молекулярна біологія клітини (6-е видання). Гарленд Наука.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Біохімія (8-е видання). WH Freeman and Company.
- Браун, Т. (2006). Геноми 3 (3-е видання). Гарленд Наука.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Вступ до генетичного аналізу (11-е видання). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Механізм росту ланцюга ДНК. I. Можлива розрив і незвичайна вторинна структура новосинтезованих ланцюгів. Праці Національної академії наук Сполучених Штатів Америки, 59 (2), 598–605.
- Снустад, Д. та Сіммонс, М. (2011). Принципи генетики (6-е видання). Джон Вілі та сини.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Основи біохімії: життя на молекулярному рівні (5-е видання). Вілі.