Perché i frammenti di Okazaki sono formati

Il DNA funge da materiale genetico della maggior parte degli organismi. Generalmente, il DNA è una molecola a doppio filamento che contiene due filamenti di DNA antiparalleli tenuti insieme da legami a idrogeno. Durante la divisione cellulare, il DNA completo nel genoma deve essere replicato, raddoppiando la quantità di DNA nella cellula madre. La replicazione del DNA avviene in modo semi-conservativo in cui uno dei filamenti di DNA nel DNA a doppio filamento appena sintetizzato è un filamento originale. Quindi, entrambi i filamenti dovrebbero servire da modello nella replicazione del DNA. La DNA polimerasi è l'enzima responsabile della replicazione del DNA. Sintetizza solo il DNA nella direzione da 5 'a 3'. Tuttavia, poiché il DNA a doppio filamento è antiparallelo, la sintesi del DNA dovrebbe avvenire in entrambe le direzioni. Pertanto, i frammenti di Okazaki si formano durante la sintesi del filo di modello in ritardo.   

Aree chiave coperte

1. Cosa sono i frammenti di Okazaki
     - Definizione, Caratteristiche
2. Perché i frammenti di Okazaki sono formati
     - Sintesi del DNA sul filo in ritardo

Termini chiave: Replicazione del DNA, DNA a doppio filamento, Filo di ritardo, Filo principale, Frammenti di Okazaki, Forca di replica

Cos'è un frammento di Okazaki

Il frammento di Okazaki è un breve frammento di DNA appena sintetizzato sul filamento della mascherina in ritardo formatosi durante la replicazione del DNA. Pertanto, i frammenti di Okazaki sono complementari al filo ritardato, che corre nella direzione da 5 'a 3'. Formano sezioni di DNA a doppio filamento corti che si trovano tra 1.000 e 2.000 nucleotidi nei procarioti. Negli eucarioti, i frammenti di Okazaki sono lunghi da 100 a 200 nucleotidi. All'estremità 5 'del frammento di Okazaki, può essere identificato un primer RNA, che è lungo circa 120 nucleotidi. Viene mostrato un frammento di Okazaki Figura 1.

Figura 1: frammento di Okazaki

I frammenti di Okazaki sono legati insieme dall'azione della DNA ligasi dopo la rimozione dei primer di RNA, formando un filamento di DNA continuo.

Perché i frammenti di Okazaki sono formati

Il DNA è una molecola a doppio filamento; un filamento di DNA è antiparallelo all'altro filamento. Pertanto, un filo scorre nella direzione da 3 'a 5' mentre l'altro corre nella direzione da 5 'a 3'. Il filo che scorre nella direzione da 3 'a 5' è noto come filo conduttore mentre quello che corre nella direzione 5 'a 3' è noto come filo in ritardo. Il filo conduttore è così chiamato perché è possibile osservare una crescita continua del filamento di DNA di nuova sintesi sul filo principale. La sintesi del DNA sui filamenti principali e in ritardo è mostrata in figura 2.

Figura 2: Sintesi del DNA su fili principali e ritardanti

Generalmente, la DNA polimerasi aggiunge nucleotidi nella direzione da 5 'a 3'. Poiché il filo principale scorre nella direzione da 3 'a 5', l'enzima può aggiungere continuamente nucleotidi al filamento in crescita sul filo principale. Tuttavia, dal momento che il filo ritardato scorre nella direzione da 5 'a 3', la crescita della catena del filamento di DNA appena sintetizzato viene messa in pausa quando raggiunge l'estremità 5 'del filo. Quindi la sintesi di un altro filamento di DNA inizia alla forcella di replicazione. La forcella di replicazione è la posizione sul doppio filamento di DNA dove inizia lo svolgimento. Lo srotolamento è fondamentale nella sintesi di nuovi filamenti di DNA sui trefoli originali. Una volta che la forcella di replicazione si muove in avanti sul doppio filamento di DNA, la DNA polimerasi può aggiungere nucleotidi sul filamento in ritardo. Tuttavia, la sintesi viene messa in pausa quando raggiunge l'estremità 5 'del primer RNA dell'estensione del DNA già sintetizzato. Quindi, la sintesi del DNA nel tratto in ritardo è discontinua e gli stiramenti del DNA risultanti sono noti come frammenti di Okazaki.

Conclusione

I frammenti di Okazaki sono i brevi frammenti di DNA sul filo ritardato formatosi durante la replicazione del DNA. Poiché i filamenti in ritardo si trovano nella direzione da 3 'a 5', la sintesi del DNA sul filamento in ritardo è discontinua. Forma i frammenti di Okazaki sul filo in ritardo che sono legati in seguito dalla DNA ligasi.

Riferimento:

1. "Frammenti di Okazaki". Frammenti di Okazaki - La biologia come poesia, Disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Replica del DNA en" di LadyofHats Mariana Ruiz - Opera propria - ribattezzata da File: DNA replication.svg (dominio pubblico) via Commons Wikimedia
2. "Replicazione del DNA (13080697695)" di Genomics Education Program - Replicazione del DNA (CC BY 2.0) via Commons Wikimedia