The serpihan Okazaki adalah segmen DNA disintesis dalam rantaian belakang semasa proses replikasi DNA. Mereka diberi nama berdasarkan penemu mereka, Reiji Okazaki dan Tsuneko Okazaki, yang pada tahun 1968 mempelajari replikasi DNA dalam virus yang menjangkiti bakteria Escherichia coli.
DNA terdiri daripada dua helai yang membentuk heliks berganda, yang mirip dengan tangga spiral. Semasa sel akan membahagi, ia mesti membuat salinan bahan genetiknya. Proses menyalin maklumat genetik ini dikenali sebagai replikasi DNA.
Semasa replikasi DNA, dua rantai yang membentuk heliks ganda disalin, satu-satunya perbezaan adalah arah di mana rantai ini berorientasi. Salah satu tali berada pada arah 5 '→ 3' dan yang lain berada pada arah yang bertentangan, dalam arah 3 '→ 5'.
Sebilangan besar maklumat mengenai replikasi DNA berasal dari kajian yang dilakukan dengan bakteria E. coli dan beberapa virus.
Namun, ada bukti yang cukup untuk menyimpulkan bahawa banyak aspek replikasi DNA serupa pada prokariota dan eukariota, termasuk manusia.
Fragmen Okazaki dan Replikasi DNA
Pada awal replikasi DNA, heliks ganda dipisahkan oleh enzim yang disebut helicase. Helikase DNA adalah protein yang memutuskan ikatan hidrogen yang menahan DNA dalam struktur heliks berganda, sehingga membiarkan kedua helai itu longgar.
Setiap helai heliks ganda DNA berorientasi pada arah yang bertentangan. Oleh itu, rantai mempunyai arah 5 '→ 3', yang merupakan arah semula jadi replikasi dan itulah sebabnya ia disebut helai pengalir. Rantai yang lain mempunyai arah 3 '→ 5', yang merupakan arah terbalik dan disebut helai ketinggalan.
DNA polimerase adalah enzim yang bertugas mensintesis helai DNA baru, dengan mengambil templat dua helai yang sebelumnya dipisahkan. Enzim ini hanya berfungsi dalam arah 5 '→ 3'. Oleh itu, hanya dalam salah satu helai templat (helai pemimpin) yang dapat dilakukan sintesis berterusan helai DNA baru.
Sebaliknya, kerana helai berada pada arah yang berlawanan (arah 3 '→ 5'), sintesis rantai pelengkapnya dilakukan secara tidak berterusan. Ini membayangkan sintesis segmen bahan genetik yang disebut serpihan Okazaki ini.
Serpihan Okazaki lebih pendek pada eukariota daripada pada prokariota. Walau bagaimanapun, helai pengalir dan ketinggalan ditiru oleh mekanisme berterusan dan tidak putus-putus, masing-masing, dalam semua organisma.
Latihan
Serpihan Okazaki dibuat dari sekeping pendek RNA yang disebut primer, yang disintesis oleh enzim yang disebut primase. Primer disintesis pada helai templat yang tertinggal.
Polimerase DNA enzim menambah nukleotida ke primer RNA yang disintesis sebelumnya, sehingga membentuk fragmen Okazaki. Segmen RNA kemudian dikeluarkan oleh enzim lain dan kemudian digantikan oleh DNA.
Akhirnya, serpihan Okazaki melekat pada helai DNA yang semakin meningkat melalui aktiviti enzim yang disebut ligase. Oleh itu, sintesis rantai ketinggalan berlaku secara tidak berterusan kerana arahnya yang berlawanan.
Rujukan
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Biologi Molekul Sel (edisi ke-6). Ilmu Garland.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biokimia (edisi ke-8). WH Freeman and Company.
- Brown, T. (2006). Genom 3 (edisi ke-3). Ilmu Garland.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Pengenalan kepada Analisis Genetik (edisi ke-11). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Mekanisme pertumbuhan rantai DNA. I. Kemungkinan ketakselanjaran dan struktur sekunder luar biasa rantai yang baru disintesis. Prosiding Akademi Sains Nasional Amerika Syarikat, 59 (2), 598-605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Prinsip Genetik (edisi ke-6). John Wiley dan Anak.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Asas Biokimia: Kehidupan di Tahap Molekul (edisi ke-5). Wiley.