Tyto fragmenty Okazaki jsou DNA segmenty jsou syntetizovány v řetězci za během procesu replikace DNA. Jmenují se podle svých objevitelů Reiji Okazaki a Tsuneko Okazaki, kteří v roce 1968 studovali replikaci DNA ve viru, který infikuje bakterii Escherichia coli.
DNA je tvořena dvěma vlákny, které tvoří dvojitou spirálu, která vypadá podobně jako točité schodiště. Když se buňka rozdělí, musí si vytvořit kopii svého genetického materiálu. Tento proces kopírování genetických informací je známý jako replikace DNA.
Během replikace DNA se zkopírují dva řetězce, které tvoří dvojitou spirálu, jediným rozdílem je směr, kterým jsou tyto řetězce orientovány. Jeden z řetězců je ve směru 5 '→ 3' a druhý je v opačném směru, ve směru 3 '→ 5'.
Většina informací o replikaci DNA pochází ze studií provedených s bakteriemi E. coli a některými z jejich virů.
Existuje však dostatek důkazů k závěru, že většina aspektů replikace DNA je podobná jak u prokaryot, tak u eukaryot, včetně lidí.
Fragmenty Okazaki a replikace DNA
Na začátku replikace DNA je dvojitá spirála oddělena enzymem nazývaným helikáza. DNA helikáza je protein, který narušuje vodíkové vazby, které drží DNA ve struktuře dvojité spirály, takže obě vlákna zůstávají volná.
Každý řetězec dvojité šroubovice DNA je orientován opačným směrem. Řetězec má tedy směr 5 '→ 3', což je přirozený směr replikace, a proto se nazývá vodivý řetězec. Druhý řetězec má směr 3 '→ 5', což je opačný směr a nazývá se zpožděný pramen.
DNA polymeráza je enzym zodpovědný za syntézu nových řetězců DNA, přičemž jako templát vezme dva dříve oddělené řetězce. Tento enzym funguje pouze ve směru 5 '→ 3'. V důsledku toho pouze v jednom z templátových řetězců (vedoucí vlákno) může probíhat kontinuální syntéza nového řetězce DNA.
Naopak, protože řetězec je v opačné orientaci (směr 3 '→ 5'), syntéza jeho komplementárního řetězce se provádí diskontinuálně. To znamená syntézu těchto segmentů genetického materiálu nazývaných fragmenty Okazaki.
Fragmenty Okazaki jsou kratší v eukaryotech než v prokaryotech. Vodivé a zaostávající řetězce se však replikují kontinuálními a diskontinuálními mechanismy ve všech organismech.
Výcvik
Fragmenty Okazaki jsou vyráběny z krátkého kusu RNA nazývaného primer, který je syntetizován enzymem nazývaným primáza. Primer je syntetizován na opožděném templátovém vláknu.
Enzym DNA polymeráza přidává nukleotidy k dříve syntetizovanému primeru RNA, čímž se vytvoří fragment Okazaki. RNA segment je následně odstraněn jiným enzymem a poté nahrazen DNA.
Nakonec jsou fragmenty Okazaki připojeny k rostoucímu řetězci DNA prostřednictvím aktivity enzymu zvaného ligáza. K syntéze zpožděného řetězce tedy dochází diskontinuálně kvůli jeho opačné orientaci.
Reference
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molekulární biologie buňky (6. vydání). Věnec věnec.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochemistry (8. ed.). WH Freeman and Company.
- Brown, T. (2006). Genomes 3 (3. vydání). Věnec věnec.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Úvod do genetické analýzy (11. vydání). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., a Sugino, A. (1968). Mechanismus růstu řetězce DNA. I. Možná diskontinuita a neobvyklá sekundární struktura nově syntetizovaných řetězců. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principy genetiky (6. vydání). John Wiley a synové.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Základy biochemie: Život na molekulární úrovni (5. vydání). Wiley.