The Okazaki fragmen segmen DNA disintesis dalam rantai belakang selama proses replikasi DNA. Mereka diberi nama setelah penemunya, Reiji Okazaki dan Tsuneko Okazaki, yang pada tahun 1968 mempelajari replikasi DNA pada virus yang menginfeksi bakteri Escherichia coli.
DNA terdiri dari dua untai yang membentuk heliks ganda, yang sangat mirip dengan tangga spiral. Ketika sel akan membelah, ia harus membuat salinan materi genetiknya. Proses penyalinan informasi genetik ini dikenal sebagai replikasi DNA.
Selama replikasi DNA, dua rantai yang membentuk heliks ganda disalin, satu-satunya perbedaan adalah arah rantai ini. Salah satu senar berada pada arah 5 '→ 3' dan yang lainnya berlawanan arah, pada arah 3 '→ 5'.
Sebagian besar informasi tentang replikasi DNA berasal dari penelitian yang dilakukan dengan bakteri E. coli dan beberapa virusnya.
Namun, ada cukup bukti untuk menyimpulkan bahwa 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 helikase. DNA helikase adalah protein yang memutus ikatan hidrogen yang menahan DNA dalam struktur heliks ganda, sehingga membiarkan kedua untaian tersebut lepas.
Setiap untai dalam heliks ganda DNA berorientasi ke arah yang berlawanan. Jadi, sebuah rantai memiliki arah 5 '→ 3', yang merupakan arah replikasi alami dan itulah sebabnya disebut untai konduksi. Rantai lainnya memiliki arah 3 '→ 5', yang merupakan arah sebaliknya dan disebut untai tertinggal.
DNA polimerase adalah enzim yang bertugas mensintesis untai DNA baru, mengambil dua untai yang sebelumnya terpisah sebagai pola. Enzim ini hanya bekerja pada arah 5 '→ 3'. Akibatnya, hanya di salah satu untai cetakan (untai pemimpin) dapat sintesis terus menerus untai DNA baru berlangsung.
Sebaliknya, karena untai berada pada orientasi berlawanan (arah 3 '→ 5'), sintesis rantai komplementernya dilakukan secara terputus-putus. Ini menyiratkan sintesis segmen materi genetik yang disebut fragmen Okazaki.
Fragmen okazaki lebih pendek pada eukariota daripada pada prokariota. Namun, untaian konduksi dan lagging mereplikasi dengan mekanisme kontinyu dan terputus, masing-masing, di semua organisme.
Latihan
Fragmen okazaki terbuat dari potongan pendek RNA yang disebut primer, yang disintesis oleh enzim yang disebut primase. Primer disintesis pada untai templat yang tertinggal.
Enzim DNA polimerase menambahkan nukleotida ke primer RNA yang disintesis sebelumnya, sehingga membentuk fragmen Okazaki. Segmen RNA kemudian dihilangkan oleh enzim lain dan kemudian digantikan oleh DNA.
Akhirnya, fragmen Okazaki melekat pada untai DNA yang tumbuh melalui aktivitas enzim yang disebut ligase. Dengan demikian, sintesis rantai tertinggal terjadi secara terputus-putus karena orientasi yang berlawanan.
Referensi
- Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2014). Molecular Biology of the Cell (edisi ke-6th). Ilmu Garland.
- Berg, J., Tymoczko, J., Gatto, G. & Strayer, L. (2015). Biochemistry (edisi ke-8th). WH Freeman dan Perusahaan.
- Brown, T. (2006). Genomes 3 (edisi ke-3rd). Ilmu Garland.
- Griffiths, A., Wessler, S., Carroll, S. & Doebley, J. (2015). Introduction to Genetic Analysis (edisi ke-11th). WH Freeman.
- Okazaki, R., Okazaki, T., Sakabe, K., Sugimoto, K., & Sugino, A. (1968). Mekanisme pertumbuhan rantai DNA. I. Kemungkinan diskontinuitas dan struktur sekunder yang tidak biasa dari rantai yang baru disintesis. Prosiding National Academy of Sciences of the United States of America, 59 (2), 598-605.
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principles of Genetics (edisi ke-6th). John Wiley dan Sons.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level (edisi ke-5). Wiley.