DNA slúži ako genetický materiál väčšiny organizmov. DNA je vo všeobecnosti dvojvláknová molekula, ktorá obsahuje dva antiparalelné reťazce DNA spojené vodíkovými väzbami. Počas delenia buniek by sa mala replikovať kompletná DNA v genóme, pričom sa množstvo DNA v rodičovskej bunke zdvojnásobí. Replikácia DNA prebieha semi-konzervatívnym spôsobom, kde jedno z reťazcov DNA v novo syntetizovanej dvojvláknovej DNA je pôvodné vlákno. Oba vlákna by preto mali slúžiť ako templát pri replikácii DNA. DNA polymeráza je enzým zodpovedný za replikáciu DNA. Syntetizuje DNA iba v smere 5 ‘až 3‘. Pretože je však dvojvláknová DNA antiparalelná, syntéza DNA by mala prebiehať v oboch smeroch. Fragmenty Okazaki sa preto tvoria počas syntézy zaostávajúceho vlákna templátu.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo sú to fragmenty Okazaki - Definícia, funkcie 2. Prečo sa tvoria fragmenty Okazaki - Syntéza DNA na zaostávajúcom reťazci

Kľúčové pojmy: replikácia DNA, dvojvláknová DNA, zaostávajúci reťazec, vedúci reťazec, fragmenty Okazaki, replikačná vidlica

Čo je to fragment Okazaki

Fragment Okazaki je krátky novo syntetizovaný fragment DNA na zaostávajúcom templátovom vlákne vytvorený počas replikácie DNA. Fragmenty Okazaki sú preto komplementárne k zaostávajúcemu vláknu, ktoré prebieha v smere 5 ‘až 3‘. Tvoria krátke dvojvláknové sekcie DNA, ktoré ležia medzi 1 000 a 2 000 nukleotidmi v prokaryotoch. V eukaryotoch sú fragmenty Okazaki dlhé 100 až 200 nukleotidov. Na 5 'konci fragmentu Okazaki je možné identifikovať RNA primer, ktorý je dlhý približne 120 nukleotidov. Fragment Okazaki je zobrazený na obrázku 1.

Obrázok 1: Okazakiho fragment

Fragmenty Okazaki sú spolu ligované pôsobením DNA ligázy po odstránení RNA primérov, pričom sa tvorí súvislý reťazec DNA.

Prečo sa tvoria fragmenty Okazaki

DNA je dvojvláknová molekula; jedno vlákno DNA je antiparalelné s druhým vláknom. Jeden prameň preto prebieha v smere 3 ‘až 5‘, zatiaľ čo druhý prebieha v smere 5’až 3’. Prameň, ktorý prebieha v smere 3 ‘až 5‘, je známy ako vedúci prameň pričom ten, ktorý prebieha v smere 5 ‘až 3‘, je známy ako zaostávajúci prameň. Vedúci reťazec sa nazýva, pretože na vedúcom vlákne možno pozorovať kontinuálny rast novo syntetizujúceho vlákna DNA. Syntéza DNA na predných a zaostávajúcich vláknach je znázornená na obrázku 2.

Obrázok 2: Syntéza DNA na vedúcich a zaostávajúcich reťazcoch

DNA polymeráza spravidla pridáva nukleotidy v smere 5 ‘až 3‘. Pretože vedúce vlákno prebieha v smere 3 'až 5', enzým môže nepretržite pridávať nukleotidy do rastúceho vlákna vo vedúcom vlákne. Pretože však zaostávajúce vlákno prebieha v smere 5 'až 3', rast reťazca novo syntetizujúceho reťazca DNA sa zastaví, keď dosiahne 5 'koniec vlákna. Potom sa na replikačnej vidlici začne syntéza iného vlákna DNA. Replikačná vidlica je poloha na dvojvlákne DNA, kde sa začína odvíjanie. Odvíjanie je rozhodujúce pri syntéze nových reťazcov DNA na pôvodných vláknach. Akonáhle sa replikačná vidlica posunie vpred na dvojvlákne DNA, DNA polymeráza môže pridať nukleotidy na zaostávajúce vlákno. Syntéza sa však zastaví, keď dosiahne 5 'koniec RNA priméru už syntetizovaného úseku DNA. Syntéza DNA v zaostávajúcom vlákne je preto prerušovaná a výsledné úseky DNA sú známe ako fragmenty Okazaki.

Záver

Fragmenty Okazaki sú krátke fragmenty DNA na zaostávajúcom vlákne vytvorené počas replikácie DNA. Pretože zaostávajúce vlákna prebiehajú v smere 3 'až 5', syntéza DNA na zaostávajúcom vlákne je diskontinuálna. Na zaostávajúcom vlákne vytvára Okazakiho fragmenty, ktoré sú neskôr ligované DNA ligázou.

Referencia:

1. „Fragmenty Okazaki“. Fragmenty Okazaki - biológia ako poézia, dostupné tu.

Obrázok so súhlasom:

1. „DNA replication en“ od LadyofHats Mariana Ruiz - Vlastná práca - premenovaná na Súbor: DNA replication.svg (Public Domain) cez Commons Wikimedia 2. „Replikácia DNA (13080697695)“ Podľa Genomics Education Program - replikácia DNA (CC BY 2.0) cez Commons Wikimedia