و شظايا أوكازاكي وتم تجميع شرائح DNA في سلسلة وراء أثناء عملية تكرار الحمض النووي. تم تسميتهم تكريما لمكتشفيهم ، Reiji Okazaki و Tsuneko Okazaki ، الذين درسوا في عام 1968 تكاثر الحمض النووي في فيروس يصيب بكتيريا Escherichia coli.
يتكون الحمض النووي من خيطين يشكلان حلزونًا مزدوجًا يشبه الدرج الحلزوني إلى حد كبير. عندما تنقسم الخلية ، يجب عليها عمل نسخة من مادتها الجينية. تُعرف عملية نسخ المعلومات الجينية هذه باسم تكرار الحمض النووي.
أثناء تكرار الحمض النووي ، يتم نسخ السلاسل المكونة للحلزون المزدوج ، والفرق الوحيد هو الاتجاه الذي يتم توجيه هذه السلاسل فيه. أحد الأوتار في اتجاه 5 '→ 3' والآخر في الاتجاه المعاكس ، في اتجاه 3 '→ 5'.
تأتي معظم المعلومات حول تكرار الحمض النووي من الدراسات التي أجريت على بكتيريا الإشريكية القولونية وبعض فيروساتها.
ومع ذلك ، هناك أدلة كافية لاستنتاج أن الكثير من جوانب تكرار الحمض النووي متشابهة في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى ، بما في ذلك البشر.
شظايا أوكازاكي وتكرار الحمض النووي
في بداية تكرار الحمض النووي ، يتم فصل الحلزون المزدوج بواسطة إنزيم يسمى هيليكاز. هيليكاز DNA عبارة عن بروتين يكسر الروابط الهيدروجينية التي تحمل الحمض النووي في بنية اللولب المزدوج ، مما يترك الخيطين مفكوكين.
يتم توجيه كل حبلا في الحلزون المزدوج للحمض النووي في الاتجاه المعاكس. وبالتالي ، فإن السلسلة لها اتجاه 5 '→ 3' ، وهو الاتجاه الطبيعي للتكرار وهذا هو السبب في أنها تسمى حبلا موصلًا. السلسلة الأخرى لها اتجاه 3 '→ 5' ، وهو الاتجاه العكسي ويسمى الشريط المتأخر.
بوليميراز الدنا هو الإنزيم المسؤول عن تخليق خيوط DNA الجديدة ، مع الأخذ كقالب من الخيوط المنفصلة سابقًا. يعمل هذا الإنزيم فقط في اتجاه 5 '→ 3'. وبالتالي ، يمكن فقط في واحد من خيوط القالب (الشريط الرئيسي) أن يحدث التوليف المستمر لشريط DNA جديد.
على العكس من ذلك ، نظرًا لأن الخيط في الاتجاه المعاكس (اتجاه 3 '→ 5') ، يتم تنفيذ توليف سلسلته التكميلية بشكل متقطع. وهذا يعني تخليق هذه الأجزاء من المادة الوراثية المسماة شظايا أوكازاكي.
شظايا أوكازاكي أقصر في حقيقيات النوى منها في بدائيات النوى. ومع ذلك ، فإن السلاسل الموصلة والمتأخرة تتكاثر بآليات مستمرة وغير مستمرة ، على التوالي ، في جميع الكائنات الحية.
تدريب
شظايا أوكازاكي مصنوعة من قطعة قصيرة من الحمض النووي الريبي تسمى التمهيدي ، والتي يتم تصنيعها بواسطة إنزيم يسمى بريماز. يتم تصنيع التمهيدي على شريط القالب المتأخر.
يضيف إنزيم بوليميراز الحمض النووي النيوكليوتيدات إلى البادئة الأولية للحمض النووي الريبي المُصنَّعة سابقًا ، مما يؤدي إلى تكوين جزء أوكازاكي. يتم إزالة جزء RNA لاحقًا بواسطة إنزيم آخر ثم يتم استبداله بـ DNA.
أخيرًا ، يتم ربط شظايا أوكازاكي بشريط الحمض النووي المتنامي من خلال نشاط إنزيم يسمى ligase. وهكذا ، يحدث تخليق السلسلة المتأخرة بشكل متقطع بسبب اتجاهها المعاكس.
المراجع
- ألبرتس ، ب ، جونسون ، أ ، لويس ، ج. ، مورغان ، د. ، راف ، إم ، روبرتس ، ك.والتر ، ب. (2014). البيولوجيا الجزيئية للخلية (الطبعة السادسة). علوم جارلاند.
- بيرج ، جيه ، تيموكزكو ، جيه ، جاتو ، ج.ستراير ، إل (2015). الكيمياء الحيوية (الطبعة الثامنة). دبليو فريمان وشركاه.
- براون ، ت. (2006). الجينوم 3 (الطبعة الثالثة). علوم جارلاند.
- Griffiths، A.، Wessler، S.، Carroll، S. & Doebley، J. (2015). مقدمة في التحليل الجيني (الطبعة 11). WH فريمان.
- Okazaki، R.، Okazaki، T.، Sakabe، K.، Sugimoto، K.، & Sugino، A. (1968). آلية نمو سلسلة الحمض النووي. I. الانقطاع المحتمل والهيكل الثانوي غير العادي للسلاسل المركبة حديثًا. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية ، 59 (2) ، 598-605.
- Snustad ، D. & Simmons ، M. (2011). مبادئ علم الوراثة (الطبعة السادسة). جون وايلي وأولاده.
- Voet ، D. ، Voet ، J. & Pratt ، C. (2016). أساسيات الكيمياء الحيوية: الحياة على المستوى الجزيئي (الطبعة الخامسة). وايلي.