Okazakin fragmentit

Okazakin fragmentit ovat lyhyitä, hiljattain syntetisoituja DNA-fragmentteja, jotka muodostuvat jäljessä seuraavalle mallijuosteelle DNA:n replikaation aikana. Ne ovat komplementaarisia mallijuosteelle ja muodostavat yhdessä lyhyitä DNA-kaksoisjuostepätkiä. Okazakin fragmentit ovat 1000–2000 nukleotidin pituisia esitumallisissa (esim. kolibakteerissa) ja noin 100–200 nukleotidin pituisia aitotumaisissa.^[1] Niitä erottavat RNA-alukkeet ja ne ovat erillään toisistaan kunnes RNA-alukkeet on poistettu, jonka jälkeen ligaasi liittää kaksi fragmenttia yhtenäiseksi komplementaariseksi DNA-juosteeksi.

Johtavalla mallijuosteella DNA:n replikaatio etenee jatkuvasti DNA-molekyyliä pitkin sitä mukaa kun kaksijuosteinen DNA avautuu, mutta seuraavalla mallijuosteella uusi DNA syntetisoidaan pätkissä, jotka DNA-ligaasi-niminen entsyymi myöhemmin yhdistää. Tämä johtuu siitä, että uutta DNA:ta syntetisoivat entsyymit (DNA-polymeraasit) voivat ainoastaan edetä yhteen suuntaan DNA-molekyylillä. Johtavalla mallijuosteella tämä on keskeytymätöntä, mutta seuraavalla mallijuosteella se on katkonaista.^[2]

DNA syntetisoidaan 5'–3'-suuntaan, joten replikaatio on keskeytymätöntä kun kopioidaan 3'–5'-juostetta. Fosfodiesterisidoksia muodostuu 3' ja 5' välille ja nukleotideja voidaan lisätä jatkuvasti johtavalle juosteelle DNA-polymeraasin avulla. Jotta voitaisiin syntetisoida seuraava juoste, synteesi etenee pienissä pätkissä. Näitä uusia DNA-pätkiä kutsutaan Okazakin fragmenteiksi ja kukin tarvitsee oman RNA-alukkeen.

Sarja 1960-luvulla tehtyjä kokeita johti Okazakin fragmenttien löytymiseen. Reiji Okazaki, Tsuneko Okazaki, Kiwako Sakabe ja heidän kollegansa tekivät kokeet samalla kun he tutkivat kolibakteerin (Escherichia coli) DNA:n replikaatiota.^[3] Vuonna 1966 Kiwako Sakabe ja Reiji Okazaki olivat ensimmäiset, jotka osoittivat, että DNA:n replikaatio oli katkonainen prosessi, jossa oli mukana fragmentteja.^[4] Tieteilijät ja heidän kollegansa jatkoivat fragmenttien tutkimista kun he tutkivat bakteriofagien DNA:n replikaatiota kolibakteereissa.^[5][6]

1. ↑ Orsay, Jonathan: Biology 1: Molecules, s. 47. (9. painos) Examkrackers, Inc., 2014. ISBN 9781893858701 (englanniksi)
2. ↑ Goldstein, Elliott; Lewin, Benjamin; Krebs, Jocelyn E.; Kilpatrick, Stephen T.: Lewin's genes X, s. 329. Boston: Jones and Bartlett, 2011. ISBN 0-7637-7992-X (englanniksi)
3. ↑ Sakabe K, Okazaki R: A unique property of the replicating region of chromosomal DNA. Biochimica et Biophysica Acta, joulukuu 1966, 129. vsk, nro 3, s. 651–654. PubMed:5337977 doi:10.1016/0005-2787(66)90088-8 (englanniksi)
4. ↑ Moitra, Karobi: A Journey Through Genetics, Part I, s. 49. Biota Publishing. (englanniksi)
5. ↑ Okazaki R, Okazaki T, Sakabe K, Sugimoto K: Mechanism of DNA replication possible discontinuity of DNA chain growth. Japanese Journal of Medical Science & Biology, kesäkuu 1967, 20. vsk, nro 3, s. 255–260. PubMed:4861623 (englanniksi)
6. ↑ Ogawa T, Okazaki T: Discontinuous DNA replication. Annual Review of Biochemistry, 1980, 49. vsk, s. 421–457. PubMed:6250445 doi:10.1146/annurev.bi.49.070180.002225 Artikkelin verkkoversio. (englanniksi)^{[vanhentunut linkki]}