I frammenti di Okazaki sono segmenti di DNA sintetizzati nella catena dietro durante il processo di replicazione del DNA. Prendono il nome dai loro scopritori, Reiji Okazaki e Tsuneko Okazaki, che nel 1968 hanno studiato la replicazione del DNA in un virus che infetta il batterio Escherichia coli.
Il DNA è costituito da due fili che formano una doppia elica, che assomiglia molto a una scala a chiocciola. Quando una cellula si divide, deve fare una copia del suo materiale genetico. Questo processo di copia delle informazioni genetiche è noto come replicazione del DNA.
Durante la replicazione del DNA, vengono copiate le due catene che compongono la doppia elica, l'unica differenza è la direzione in cui queste catene sono orientate. Una delle corde è nella direzione 5 '→ 3' e l'altra è nella direzione opposta, nella direzione 3 '→ 5'.
La maggior parte delle informazioni sulla replicazione del DNA proviene da studi condotti con il batterio E. coli e alcuni dei suoi virus.
Tuttavia, ci sono prove sufficienti per concludere che molti degli aspetti della replicazione del DNA sono simili sia nei procarioti che negli eucarioti, compresi gli esseri umani.
Frammenti di Okazaki e replicazione del DNA
All'inizio della replicazione del DNA, la doppia elica è separata da un enzima chiamato elicasi. La DNA elicasi è una proteina che rompe i legami idrogeno che trattengono il DNA nella struttura a doppia elica, lasciando così i due filamenti sciolti.
Ogni filamento nella doppia elica del DNA è orientato nella direzione opposta. Quindi, una catena ha la direzione 5 '→ 3', che è la direzione naturale della replicazione ed è per questo che è chiamata filo conduttore. L'altra catena ha la direzione 3 '→ 5', che è la direzione inversa ed è chiamata filo in ritardo.
La DNA polimerasi è l'enzima incaricato di sintetizzare nuovi filamenti di DNA, prendendo come stampo i due filamenti precedentemente separati. Questo enzima funziona solo nella direzione 5 '→ 3'. Di conseguenza, solo in uno dei filamenti modello (il filamento leader) può avvenire la sintesi continua di un nuovo filamento di DNA.
Al contrario, essendo il filo nell'orientamento opposto (direzione 3 '→ 5'), la sintesi della sua catena complementare viene effettuata in modo discontinuo. Ciò implica la sintesi di questi segmenti di materiale genetico chiamati frammenti di Okazaki.
I frammenti di Okazaki sono più corti negli eucarioti che nei procarioti. Tuttavia, i fili conduttori e in ritardo si replicano rispettivamente mediante meccanismi continui e discontinui in tutti gli organismi.
Formazione
I frammenti di Okazaki sono costituiti da un breve pezzo di RNA chiamato primer, che viene sintetizzato da un enzima chiamato primasi. Il primer viene sintetizzato sul filamento del modello ritardato.
L'enzima DNA polimerasi aggiunge nucleotidi al primer RNA precedentemente sintetizzato, formando così un frammento di Okazaki. Il segmento di RNA viene successivamente rimosso da un altro enzima e quindi sostituito dal DNA.
Infine, i frammenti di Okazaki sono attaccati al filamento di DNA in crescita attraverso l'attività di un enzima chiamato ligasi. Pertanto, la sintesi della catena ritardata avviene in modo discontinuo a causa del suo orientamento opposto.
Riferimenti
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