Các đoạn Okazaki là các đoạn DNA được tổng hợp trong chuỗi phía sau trong quá trình sao chép DNA. Chúng được đặt theo tên của những người phát hiện ra chúng, Reiji Okazaki và Tsuneko Okazaki, những người vào năm 1968 đã nghiên cứu quá trình sao chép DNA trong một loại virus lây nhiễm vi khuẩn Escherichia coli.
DNA được tạo thành từ hai sợi tạo thành một chuỗi xoắn kép, trông rất giống một cầu thang xoắn ốc. Khi một tế bào sắp phân chia, nó phải tạo ra một bản sao của vật liệu di truyền của nó. Quá trình sao chép thông tin di truyền này được gọi là sao chép DNA.
Trong quá trình sao chép DNA, hai chuỗi tạo nên chuỗi xoắn kép được sao chép, điểm khác biệt duy nhất là hướng mà các chuỗi này được định hướng. Một trong các dây theo hướng 5 '→ 3' và dây kia theo hướng ngược lại, theo hướng 3 '→ 5'.
Hầu hết thông tin về quá trình sao chép DNA đến từ các nghiên cứu được thực hiện với vi khuẩn E. coli và một số loại virus của nó.
Tuy nhiên, có đủ bằng chứng để kết luận rằng phần lớn các khía cạnh của quá trình sao chép DNA là giống nhau ở cả sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn, bao gồm cả con người.
Các đoạn Okazaki và sao chép DNA
Khi bắt đầu sao chép DNA, chuỗi xoắn kép được tách ra bởi một loại enzyme gọi là helicase. DNA helicase là một protein phá vỡ các liên kết hydro giữ DNA trong cấu trúc xoắn kép, do đó làm cho hai sợi lỏng lẻo.
Mỗi sợi trong chuỗi xoắn kép DNA được định hướng theo hướng ngược lại. Do đó, một chuỗi có hướng 5 '→ 3', là hướng sao chép tự nhiên và đó là lý do tại sao nó được gọi là sợi dẫn. Chuỗi còn lại có hướng 3 '→ 5', là chiều ngược lại và được gọi là chuỗi trễ.
DNA polymerase là enzyme phụ trách tổng hợp các sợi DNA mới, lấy làm khuôn cho hai sợi đã tách trước đó. Enzim này chỉ hoạt động theo chiều 5 '→ 3'. Do đó, chỉ ở một trong các sợi khuôn (sợi đầu) mới có thể diễn ra quá trình tổng hợp liên tục sợi ADN mới.
Ngược lại, vì sợi có hướng ngược lại (hướng 3 '→ 5'), quá trình tổng hợp chuỗi bổ sung của nó được thực hiện không liên tục. Điều này ngụ ý sự tổng hợp các đoạn vật chất di truyền này được gọi là các đoạn Okazaki.
Đoạn Okazaki ở sinh vật nhân thực ngắn hơn ở sinh vật nhân sơ. Tuy nhiên, các sợi dẫn và sợi trễ tương ứng sao chép theo cơ chế liên tục và không liên tục ở tất cả các sinh vật.
Đào tạo
Các đoạn Okazaki được tạo ra từ một đoạn RNA ngắn gọi là đoạn mồi, được tổng hợp bởi một loại enzyme có tên là primase. Đoạn mồi được tổng hợp trên sợi tiêu bản trễ.
Enzyme DNA polymerase bổ sung các nucleotide vào đoạn mồi RNA đã tổng hợp trước đó, do đó tạo thành đoạn Okazaki. Đoạn RNA sau đó bị loại bỏ bởi một enzyme khác và sau đó được thay thế bằng DNA.
Cuối cùng, các đoạn Okazaki được gắn vào sợi DNA đang phát triển nhờ hoạt động của một loại enzyme gọi là ligase. Do đó, sự tổng hợp của chuỗi trễ xảy ra không liên tục vì hướng ngược lại của nó.
Người giới thiệu
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Sinh học phân tử của tế bào (xuất bản lần thứ 6). Khoa học Garland.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Hóa sinh (xuất bản lần thứ 8). WH Freeman và Công ty.
- Brown, T. (2006). Bộ gen 3 (xuất bản lần thứ 3). Khoa học Garland.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Giới thiệu về Phân tích Di truyền (xuất bản lần thứ 11). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Cơ chế tăng trưởng chuỗi DNA. I. Có thể có sự gián đoạn và cấu trúc bậc hai bất thường của chuỗi mới được tổng hợp. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Nguyên lý di truyền (xuất bản lần thứ 6). John Wiley và các con trai.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Các nguyên tắc cơ bản của hóa sinh: Sự sống ở cấp độ phân tử (xuất bản lần thứ 5). Wiley.