Cele Fragmentele Okazaki sunt segmente de ADN sunt sintetizate în lanțul spatele în timpul procesului de replicare a ADN - ului. Ei sunt numiți după descoperitorii lor, Reiji Okazaki și Tsuneko Okazaki, care în 1968 au studiat replicarea ADN-ului într-un virus care infectează bacteria Escherichia coli.
ADN-ul este format din două șuvițe care formează o dublă helix, care arată foarte mult ca o scară în spirală. Când o celulă se va împărți trebuie să facă o copie a materialului său genetic. Acest proces de copiere a informațiilor genetice este cunoscut sub numele de replicarea ADN-ului.
În timpul replicării ADN, cele două lanțuri care alcătuiesc dubla helix sunt copiate, singura diferență este direcția în care sunt orientate aceste lanțuri. Una dintre șiruri este în direcția 5 '→ 3', iar cealaltă este în direcția opusă, în direcția 3 '→ 5'.
Majoritatea informațiilor despre replicarea ADN-ului provin din studii efectuate cu bacteriile E. coli și cu o parte din virusurile sale.
Cu toate acestea, există suficiente dovezi pentru a concluziona că o mare parte din aspectele replicării ADN sunt similare atât în procariote, cât și în eucariote, inclusiv la oameni.
Fragmente Okazaki și replicare ADN
La începutul replicării ADN-ului, dubla helix este separată de o enzimă numită helicază. ADN elicază este o proteină care rupe legăturile de hidrogen care dețin ADN-ul în structura cu dublă elixă, lăsând astfel cele două fire.
Fiecare catenă din dubla helixă ADN este orientată în direcția opusă. Astfel, un lanț are direcția 5 '→ 3', care este direcția naturală a replicării și de aceea se numește o conductă. Celălalt lanț are direcția 3 '→ 5', care este direcția inversă și se numește catenă în retard.
ADN-polimeraza este enzima însărcinată cu sinteza catenelor ADN noi, luând ca șablon cele două catene separate anterior. Această enzimă funcționează numai în direcția 5 '→ 3'. În consecință, numai într-una din șirurile șablon (catenă lider) poate avea loc sinteza continuă a unei noi catene de ADN.
Dimpotrivă, întrucât șuvița se află în orientare opusă (direcția 3 '→ 5'), sinteza lanțului său complementar se realizează discontinuu. Aceasta implică sinteza acestor segmente de material genetic numite fragmente Okazaki.
Fragmentele de okazaki sunt mai scurte în eucariote decât în procariote. Cu toate acestea, șuvițele conducătoare și în retard se reproduc prin mecanisme continue și, respectiv, discontinue, în toate organismele.
Instruire
Fragmentele Okazaki sunt obținute dintr-o bucată scurtă de ARN numită primer, care este sintetizată de o enzimă numită primază. Grundul este sintetizat pe șirul șablonului întârziat.
Enzima ADN polimeraza adaugă nucleotide la primerul ARN sintetizat anterior, formând astfel un fragment Okazaki. Segmentul ARN este ulterior eliminat de o altă enzimă și apoi înlocuit de ADN.
În cele din urmă, fragmentele de Okazaki sunt atașate la catena de ADN în creștere prin activitatea unei enzime numite ligază. Astfel, sinteza lanțului întârziat se produce discontinuu din cauza orientării sale opuse.
Referințe
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. și Walter, P. (2014). Biologia moleculară a celulei (ediția a 6-a). Garland Science.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochimie (ediția a VIII-a). WH Freeman and Company.
- Brown, T. (2006). Genomii 3 (ediția a 3-a). Garland Science.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. și Doebley, J. (2015). Introducere în analiza genetică (ediția a 11-a). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Mecanismul creșterii lanțului ADN. I. Posibilă discontinuitate și structură secundară neobișnuită a lanțurilor nou sintetizate. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. și Simmons, M. (2011). Principii de genetică (ediția a 6-a). John Wiley și Sons.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentele biochimiei: viața la nivel molecular (ediția a 5-a). Wiley.