Okazaki fragmen segmen dari DNA yang disintesis dalam rantai belakang selama proses replikasi DNA. Mereka dinamai menurut penemunya, Reiji Okazaki dan Tsuneko Okazaki, yang pada tahun 1968 mempelajari replikasi DNA dalam virus yang menginfeksi bakteri Escherichia coli .
DNA terdiri dari dua untai yang membentuk heliks ganda, yang sangat mirip dengan tangga spiral. Ketika sebuah sel akan membelah, ia harus membuat salinan materi genetiknya. Proses menyalin informasi genetik ini dikenal sebagai replikasi DNA.
Selama replikasi DNA, dua rantai yang membentuk heliks ganda disalin, satu-satunya perbedaan adalah arah di mana rantai ini berorientasi. Salah satu senar berada pada arah 5 ‘→ 3’ dan senar lainnya pada arah yang berlawanan, pada arah 3 ‘→ 5’.
Sebagian besar informasi tentang replikasi DNA berasal dari penelitian yang dilakukan dengan bakteri E. coli dan beberapa virusnya.
Namun, ada cukup bukti untuk menyimpulkan bahwa banyak aspek replikasi DNA serupa pada prokariota dan eukariota, termasuk manusia.
Indeks artikel
Fragmen Okazaki dan replikasi DNA
Fragmen okazaki di untai tertinggal DNA selama replikasi. Sumber: César Benito Jiménez / CC BY-SA 2.5 ES (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/es/deed.en)
Pada awal replikasi DNA, heliks ganda dipisahkan oleh enzim yang disebut helikase. DNA helikase adalah protein yang memutus ikatan hidrogen yang menahan DNA dalam struktur heliks ganda, sehingga membuat kedua untai lepas.
Dalam heliks ganda DNA setiap untai berorientasi pada arah yang berlawanan. Dengan demikian, rantai memiliki arah 5 ‘→ 3’, yang merupakan arah alami dari replikasi dan itulah sebabnya ia disebut untai konduktor . Rantai lainnya memiliki arah 3 ‘→ 5’, yang merupakan arah sebaliknya dan disebut untai tertinggal .
DNA polimerase adalah enzim yang bertugas mensintesis untaian DNA baru, mengambil sebagai cetakan dari dua untai yang sebelumnya terpisah. Enzim ini hanya bekerja pada arah 5’→ 3′. Akibatnya, hanya di salah satu untai cetakan (untai pemimpin) sintesis berkelanjutan dari untai DNA baru dapat berlangsung.
Sebaliknya, karena untai berada dalam orientasi yang berlawanan (arah 3 ‘→ 5’), sintesis rantai komplementernya dilakukan secara terputus-putus. Ini menyiratkan sintesis segmen-segmen materi genetik yang disebut fragmen Okazaki.
Fragmen Okazaki lebih pendek pada eukariota daripada pada prokariota. Namun, untai konduktor dan untai tertinggal bereplikasi dengan mekanisme kontinu dan diskontinu, masing-masing, di semua organisme.
Pelatihan
Fragmen Okazaki terbuat dari potongan pendek RNA yang disebut primer, yang disintesis oleh enzim yang disebut primase. Primer disintesis pada untai template tertinggal.
Enzim DNA polimerase menambahkan nukleotida ke primer RNA yang disintesis sebelumnya, sehingga membentuk fragmen Okazaki. Segmen RNA kemudian dihilangkan oleh enzim lain dan kemudian digantikan oleh DNA.
Akhirnya, fragmen Okazaki melekat pada untai DNA yang sedang tumbuh melalui aktivitas enzim yang disebut ligase. Dengan demikian, sintesis rantai yang tertinggal terjadi secara terputus-putus karena orientasinya yang berlawanan.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Biologi Molekuler Sel (edisi ke-6). Ilmu Garland.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokimia (edisi ke-8). WH Freeman dan Perusahaan.
- Brown, T. (2006). Genom 3 (edisi ke-3). Ilmu Garland.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Pengantar Analisis Genetika (Edisi ke-11). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Mekanisme pertumbuhan rantai DNA. I. Kemungkinan diskontinuitas dan struktur sekunder yang tidak biasa dari rantai yang baru disintesis. Prosiding National Academy of Sciences Amerika Serikat , 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Prinsip Genetika (edisi ke-6). John Wiley dan Sons.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Dasar-dasar Biokimia: Kehidupan di Tingkat Molekuler (edisi ke-5). Wiley.