เศษโอกาซากิกำลังส่วนดีเอ็นเอมีการสังเคราะห์ในห่วงโซ่ที่อยู่เบื้องหลังในระหว่างขั้นตอนของการจำลองดีเอ็นเอ พวกเขาได้รับการตั้งชื่อตามผู้ค้นพบ Reiji Okazaki และ Tsuneko Okazaki ซึ่งในปี 1968 ได้ศึกษาการจำลองดีเอ็นเอในไวรัสที่ติดเชื้อแบคทีเรีย Escherichia coli
ดีเอ็นเอประกอบด้วยเกลียวสองเส้นที่ประกอบกันเป็นเกลียวคู่ซึ่งดูเหมือนบันไดวนมาก เมื่อเซลล์จะแบ่งตัวต้องทำสำเนาของสารพันธุกรรม กระบวนการคัดลอกข้อมูลทางพันธุกรรมนี้เรียกว่าการจำลองแบบดีเอ็นเอ
ในระหว่างการจำลองแบบดีเอ็นเอโซ่สองเส้นที่ประกอบเป็นเกลียวคู่จะถูกคัดลอกความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือทิศทางที่โซ่เหล่านี้มุ่งเน้น หนึ่งในสตริงอยู่ในทิศทาง 5 '→ 3' และอีกสายหนึ่งอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามในทิศทาง 3 '→ 5'
ข้อมูลส่วนใหญ่เกี่ยวกับการจำลองแบบดีเอ็นเอมาจากการศึกษาที่ทำกับแบคทีเรีย E. coli และไวรัสบางชนิด
อย่างไรก็ตามมีหลักฐานเพียงพอที่จะสรุปได้ว่าลักษณะส่วนใหญ่ของการจำลองแบบดีเอ็นเอมีความคล้ายคลึงกันทั้งในโปรคาริโอตและยูคาริโอตรวมถึงมนุษย์
ชิ้นส่วนโอคาซากิและการจำลองดีเอ็นเอ
ในช่วงเริ่มต้นของการจำลองแบบดีเอ็นเอเกลียวคู่จะถูกคั่นด้วยเอนไซม์ที่เรียกว่าเฮลิเคส DNA helicase เป็นโปรตีนที่ทำลายพันธะไฮโดรเจนที่ยึด DNA ไว้ในโครงสร้างเกลียวคู่จึงทำให้ทั้งสองเส้นหลวม
เส้นใยแต่ละเส้นในเกลียวคู่ของ DNA จะวางในทิศทางตรงกันข้ามกัน ดังนั้นโซ่จึงมีทิศทาง 5 '→ 3' ซึ่งเป็นทิศทางตามธรรมชาติของการจำลองแบบจึงเรียกว่าเส้นนำ อีกเส้นหนึ่งมีทิศทาง 3 '→ 5' ซึ่งเป็นทิศทางย้อนกลับและเรียกว่าเส้นที่ล้าหลัง
DNA polymerase เป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์สาย DNA ใหม่โดยใช้เป็นแม่แบบของทั้งสองสายที่แยกจากกันก่อนหน้านี้ เอนไซม์นี้ทำงานในทิศทาง 5 '→ 3' เท่านั้น ดังนั้นในแม่แบบเส้นใดเส้นหนึ่ง (เส้นแกนนำ) เท่านั้นที่สามารถสังเคราะห์สายดีเอ็นเอใหม่อย่างต่อเนื่องได้
ในทางตรงกันข้ามเนื่องจากเส้นใยอยู่ในทิศทางตรงกันข้าม (ทิศทาง 3 '→ 5') การสังเคราะห์โซ่เสริมจะดำเนินการอย่างไม่ต่อเนื่อง นี่หมายถึงการสังเคราะห์ส่วนเหล่านี้ของสารพันธุกรรมที่เรียกว่าชิ้นส่วนโอกาซากิ
ชิ้นส่วนโอคาซากิมียูคาริโอตสั้นกว่าในโปรคาริโอต อย่างไรก็ตามเส้นนำและการล้าหลังทำซ้ำโดยกลไกที่ต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่องตามลำดับในสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
การอบรม
ชิ้นส่วนโอคาซากิทำจาก RNA ชิ้นสั้น ๆ ที่เรียกว่าไพรเมอร์ซึ่งสังเคราะห์โดยเอนไซม์ที่เรียกว่าไพรเมส ไพรเมอร์ถูกสังเคราะห์บนเกลียวแม่แบบที่ล้าหลัง
DNA polymerase ของเอนไซม์จะเพิ่มนิวคลีโอไทด์ให้กับไพรเมอร์ RNA ที่สังเคราะห์ไว้ก่อนหน้านี้จึงกลายเป็นชิ้นส่วน Okazaki ส่วน RNA จะถูกกำจัดโดยเอนไซม์อื่นในเวลาต่อมาและแทนที่ด้วย DNA
ในที่สุดชิ้นส่วนของ Okazaki จะติดอยู่กับสายดีเอ็นเอที่กำลังเติบโตผ่านการทำงานของเอนไซม์ที่เรียกว่า ligase ดังนั้นการสังเคราะห์โซ่ล้าหลังจึงเกิดขึ้นอย่างไม่ต่อเนื่องเนื่องจากมีการวางแนวตรงกันข้าม
อ้างอิง
- Alberts, B. , Johnson, A. , Lewis, J. , Morgan, D. , Raff, M. , Roberts, K. & Walter, P. (2014). อณูชีววิทยาของเซลล์ (6th ed.). การ์แลนด์วิทยาศาสตร์.
- Berg, J. , Tymoczko, J. , Gatto, G. & Strayer, L. (2015). ชีวเคมี (ฉบับที่ 8) WH Freeman และ บริษัท
- บราวน์ที. (2549). จีโนม 3 (ฉบับที่ 3) การ์แลนด์วิทยาศาสตร์.
- Griffiths, A. , Wessler, S. , Carroll, S. & Doebley, J. (2015). ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการวิเคราะห์ทางพันธุกรรม (ฉบับที่ 11) WH ฟรีแมน
- Okazaki, R. , Okazaki, T. , Sakabe, K. , Sugimoto, K. , & Sugino, A. (1968). กลไกการเจริญเติบโตของสายโซ่ดีเอ็นเอ I. ความไม่ต่อเนื่องที่เป็นไปได้และโครงสร้างทุติยภูมิที่ผิดปกติของโซ่ที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่ Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 59 (2), 598–605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). หลักการของพันธุศาสตร์ (6th ed.) จอห์นไวลีย์และบุตรชาย
- Voet, D. , Voet, J. & Pratt, C. (2016). พื้นฐานชีวเคมี: ชีวิตในระดับโมเลกุล (ฉบับที่ 5) ไวลีย์