Warum entstehen Okazaki-Fragmente? - Unterschied Zwischen

Warum entstehen Okazaki-Fragmente?

DNA dient als genetisches Material der meisten Organismen. Im Allgemeinen ist DNA ein doppelsträngiges Molekül, das zwei antiparallele DNA-Stränge enthält, die durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten werden. Während der Zellteilung sollte die gesamte DNA im Genom repliziert werden, wodurch die DNA-Menge in der Stammzelle verdoppelt wird. Die DNA-Replikation erfolgt auf halbkonservative Weise, wobei einer der DNA-Stränge in der neu synthetisierten doppelsträngigen DNA ein Originalstrang ist. Daher sollten beide Stränge als Vorlage für die DNA-Replikation dienen. DNA-Polymerase ist das für die DNA-Replikation verantwortliche Enzym. Es synthetisiert DNA nur in der Richtung von 5 'bis 3'. Da die doppelsträngige DNA jedoch antiparallel ist, sollte die DNA-Synthese in beide Richtungen erfolgen. Daher werden Okazaki-Fragmente während der Synthese eines verzögerten Templatstrangs gebildet.

Wichtige Bereiche

1. Was sind Okazaki-Fragmente?
- Definition, Funktionen
2. Warum werden Okazaki-Fragmente gebildet?
- DNA-Synthese am schwankenden Strang

Schlüsselbegriffe: DNA-Replikation, doppelsträngige DNA, verzögernder Strang, führender Strang, Okazaki-Fragmente, Replikationsgabel


Was ist ein Okazaki-Fragment?

Das Okazaki-Fragment ist ein kurzes, neu synthetisiertes DNA-Fragment auf dem verzögerten Template-Strang, der während der DNA-Replikation gebildet wird. Okazaki-Fragmente sind daher komplementär zu dem nacheilenden Strang, der in Richtung 5 'bis 3' verläuft. Sie bilden kurze doppelsträngige DNA-Abschnitte, die in Prokaryoten zwischen 1.000 und 2.000 Nukleotiden liegen. In Eukaryoten sind Okazaki-Fragmente 100 bis 200 Nukleotide lang. Am 5'-Ende des Okazaki-Fragments kann ein RNA-Primer identifiziert werden, der ungefähr 120 Nukleotide lang ist. Ein Okazaki-Fragment ist in gezeigt Abbildung 1.


Abbildung 1: Okazaki-Fragment

Okazaki-Fragmente werden durch die Wirkung von DNA-Ligase nach Entfernung von RNA-Primern miteinander ligiert, wodurch ein kontinuierlicher DNA-Strang gebildet wird.

Warum entstehen Okazaki-Fragmente?

DNA ist ein doppelsträngiges Molekül; ein DNA-Strang ist antiparallel zum anderen Strang. Daher läuft ein Strang in Richtung 3 bis 5 und der andere in Richtung von 5 bis 3. Der Strang, der von 3 'bis 5' verläuft, wird als führender Strang während derjenige, der in Richtung von 5 bis 3 läuft, als bekannt ist nacheilender Strang. Der Leitstrang wird so genannt, weil auf dem Leitstrang ein kontinuierliches Wachstum des neu synthetisierenden DNA-Strangs beobachtet werden kann. Die DNA-Synthese an den führenden und nacheilenden Strängen ist in gezeigt Figur 2.


Abbildung 2: DNA-Synthese an führenden und verzögerten Strängen

Im Allgemeinen fügt die DNA-Polymerase Nukleotide in Richtung 5 'bis 3' hinzu. Da der Hauptstrang in Richtung 3 'bis 5' verläuft, kann das Enzym dem wachsenden Strang des Hauptstrangs kontinuierlich Nukleotide hinzufügen. Da der nacheilende Strang jedoch von 5 'nach 3' verläuft, wird das Kettenwachstum des neu synthetisierenden DNA-Strangs angehalten, wenn er das 5'-Ende des Strangs erreicht. Dann beginnt die Synthese eines anderen DNA-Strangs an der Replikationsgabel. Die Replikationsgabel ist die Position auf dem DNA-Doppelstrang, an der das Abwickeln beginnt. Das Abwickeln ist entscheidend für die Synthese neuer DNA-Stränge auf den ursprünglichen Strängen. Sobald sich die Replikationsgabel auf dem DNA-Doppelstrang vorwärts bewegt, kann DNA-Polymerase Nukleotide an den nacheilenden Strang anfügen. Die Synthese wird jedoch angehalten, wenn das 5'-Ende des RNA-Primers der bereits synthetisierten DNA-Strecke erreicht ist. Daher ist die DNA-Synthese am nacheilenden Strang diskontinuierlich und die sich ergebenden DNA-Strecken sind als Okazaki-Fragmente bekannt.

Fazit

Okazaki-Fragmente sind die kurzen DNA-Fragmente am verzögerten Strang, die während der DNA-Replikation gebildet werden. Da die nacheilenden Stränge von 3 'bis 5' laufen, ist die DNA-Synthese auf dem nacheilenden Strang unterbrochen. Es bildet Okazaki-Fragmente auf dem nacheilenden Strang, die später durch DNA-Ligase ligiert werden.

Referenz:

1. "Okazaki-Fragmente".Okazaki-Fragmente - Biologie als Poesie,