岡崎片段產(chǎn)生的原因是什么
岡崎片段，是指在DNA雙鏈進(jìn)行半保留復(fù)制時(shí)，在復(fù)制點(diǎn)附近新合成的與親代DNA鏈互補(bǔ)的DNA片段。下面學(xué)習(xí)啦給大家分析岡崎片段產(chǎn)生的原因，希望能幫到大家。
岡崎片段產(chǎn)生的原因是什么
岡崎片段(英語：Okazaki fragment)是DNA復(fù)制過程中，一段屬于不連續(xù)合成的延遲股，即相對(duì)來說長度較短的DNA片段。名稱源自最早發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者-日本名古屋大學(xué)的岡崎令治與岡崎恒子夫婦的姓氏。其團(tuán)隊(duì)在研究大腸桿菌中噬菌體DNA復(fù)制情形時(shí)發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。
岡崎片段之所以存在，是因?yàn)镈NA聚合酶無法在樣板DNA的 5'往3'的方向上合成DNA，因此只能反向合成 在樣本DNA上產(chǎn)生了許多以5'到3'方向合成的岡崎片段(建立的片段與樣本DNA方向相反 故依舊是5'往3')，再由DNA黏合酶將其黏合。在前導(dǎo)鏈(領(lǐng)先股)上DNA的合成是連續(xù)的，在后滯鏈(延遲股)上則是不連續(xù)的。
細(xì)菌體內(nèi)的岡崎片段長約1000到2000個(gè)核苷酸，真核生物則約150到200個(gè)核苷酸。對(duì)岡崎片段的仔細(xì)研究表明，與前導(dǎo)鏈的頭幾個(gè)一樣，每一片段5'端的頭幾個(gè)核苷酸均是核糖核苷酸，因此DNA合成是由RNA引導(dǎo)的。這些引物在片段連接之前被去掉，產(chǎn)生的間隙由DNA填補(bǔ)。用RNA引導(dǎo)DNA復(fù)制的原因很可能是出于保證DNA復(fù)制的高忠實(shí)性。
岡崎片段的發(fā)現(xiàn)歷史
DNA復(fù)制過程中，2條新生鏈都只能從5‘端向3’端延伸，前導(dǎo)鏈連續(xù)合成,滯后鏈分段合成，這些分段合成的新生DNA片段稱岡崎片段，細(xì)菌岡崎片段長度1000-2000核苷酸殘基，真核生物岡崎片段長度100-200核苷酸殘基.在連續(xù)合成的前導(dǎo)鏈中，U-糖苷酶和AP內(nèi)切酶也會(huì)在錯(cuò)配堿基U處切斷前導(dǎo)鏈，任何一種DNA聚合酶合成方向都是從5'向3'方向延伸，而DNA模板鏈?zhǔn)欠聪蚱叫械碾p鏈，這樣在一條鏈上，DNA合成方向和復(fù)制移動(dòng)方向相同(前導(dǎo)鏈)，而在另一條模板上卻是相反的(后滯鏈)。那么在復(fù)制叉中新鏈?zhǔn)侨绾魏铣傻哪?1968年岡崎(Okazaki)及其同事進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，回答了這一問題。岡崎片段名稱就是源自最早發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者，也就是岡崎令治與岡崎恒子(一對(duì)夫妻)的姓氏。其團(tuán)隊(duì)是在研究大腸桿菌中的噬菌體DNA復(fù)制情形時(shí)發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。
一組短的DNA片段，是在DNA復(fù)制的起始階段產(chǎn)生的，隨后又被連接酶連接形成較長的片段。在大腸桿菌生長期間，將細(xì)胞短時(shí)間地暴露在氚標(biāo)記的胸腺嘧啶中，就可證明岡崎片段的存在。岡崎片段的發(fā)現(xiàn)為DNA復(fù)制的科恩伯格機(jī)理提供了依據(jù)。
岡崎片段的DNA雙鏈
在DNA雙鏈進(jìn)行半保留復(fù)制時(shí)，在復(fù)制點(diǎn)附近新合成的與親代DNA鏈互補(bǔ)的DNA片段。
岡崎片段
是岡崎令治等(1966)首先發(fā)現(xiàn)的。在大腸桿菌約為1千-2千核苷酸的長度。DNA聚合酶只使脫氧核苷酸在5′→3′的方向重合。而半保留復(fù)制在5′→3′方向重合的同時(shí)，在3′→5′方向的重合也是不可缺少的。此矛盾由岡崎片段的發(fā)現(xiàn)，以及在其基礎(chǔ)上的不連續(xù)復(fù)制模式而解釋了。在復(fù)制點(diǎn)，如圖所示，首先由DNA聚合酶的作用，在5′→3′方向與親代DNA分子雙方的鏈互補(bǔ)，由脫氧核苷酸配對(duì)重合，形成短的DNA片段，它們?cè)儆蒁NA連接酶的作用而結(jié)合起來形成長的DNA分子，并逐漸復(fù)制成為DNA雙鏈。
岡崎片段的遺傳信息
DNA是遺傳信息的載體，
岡崎片段
故親代DNA必須以自身分子為模板準(zhǔn)確的復(fù)制成兩個(gè)拷貝，并分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去，完成其遺傳信息載體的使命。而DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)對(duì)于維持這類遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性和復(fù)制的準(zhǔn)確性都是極為重要的。
DNA的半保留復(fù)制
Waston和Click在提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型時(shí)曾就DNA復(fù)制過程進(jìn)行過研究，他們推測(cè)，DNA在復(fù)制過程中堿基間的氫鍵首先斷裂，雙螺旋解旋分開，每條鏈分別作模板合成新鏈，每個(gè)子代DNA的一條鏈來自親代，另一條則是新合成的，故稱之為半保留式復(fù)制(semiconservativereplication)。
1958年Meselson和Stahl進(jìn)行了如圖8-3-5的實(shí)驗(yàn)證明了DNA分子是以半保留方式進(jìn)行自我復(fù)制的。
DNA復(fù)制的起始，方向和速度
DNA在復(fù)制時(shí)，雙鏈DNA解旋成兩股分別進(jìn)行。其復(fù)制過程的復(fù)制起點(diǎn)呈現(xiàn)叉子的形式，故稱復(fù)制叉。以復(fù)制叉向前移動(dòng)的方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，一條模板鏈為3’—〉5’走向，在其上DNA能以5’—〉3’方向連續(xù)合成，稱為前導(dǎo)鏈(leadingstrand);另一條模板鏈為5’—〉3’走向，在其上DNA也是5’—〉3’方向合成，但與復(fù)制叉移動(dòng)的方向正好相反，故隨著復(fù)制叉的移動(dòng)形成許多不連續(xù)的岡崎片段，最后在連成一條完整的DNA鏈，該鏈稱為后隨鏈(laggingstrand)。實(shí)驗(yàn)證明DNA的復(fù)制是由一個(gè)固定的起始點(diǎn)開始的。一般把生物體的單個(gè)復(fù)制單位稱為復(fù)制子。一個(gè)復(fù)制子只含一個(gè)復(fù)制起點(diǎn)。一般說，細(xì)菌，病毒即線粒體DNA分子均作為單個(gè)復(fù)制子完成其復(fù)制，真核生物基因組可以同時(shí)在多個(gè)復(fù)制起點(diǎn)上進(jìn)行雙向復(fù)制，即它們的基因組包括多個(gè)復(fù)制子。多方面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大多數(shù)生物內(nèi)DNA的復(fù)制都是從固定的起始點(diǎn)以雙向等速方式進(jìn)行的。復(fù)制叉以DNA分子上某一特定順序?yàn)槠鹗键c(diǎn)，向兩個(gè)方向等速生長前進(jìn)。
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