岡崎片段產生的原因是什麼

  岡崎片段,是指在DNA雙鏈進行半保留複製時,在複製點附近新合成的與親代DNA鏈互補的DNA片段。下面給大家分析岡崎片段產生的原因,希望能幫到大家。

  

  岡崎片段***英語:Okazaki fragment***是DNA複製過程中,一段屬於不連續合成的延遲股,即相對來說長度較短的DNA片段。名稱源自最早發現團隊的領導者-日本名古屋大學的岡崎令治與岡崎恆子夫婦的姓氏。其團隊在研究大腸桿菌中噬菌體DNA複製情形時發現此現象。

  岡崎片段之所以存在,是因為DNA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。在前導鏈***領先股***上DNA的合成是連續的,在後滯鏈***延遲股***上則是不連續的。

  細菌體內的岡崎片段長約1000到2000個核苷酸,真核生物則約150到200個核苷酸。對岡崎片段的仔細研究表明,與前導鏈的頭幾個一樣,每一片段5'端的頭幾個核苷酸均是核糖核苷酸,因此DNA合成是由RNA引導的。這些引物在片段連線之前被去掉,產生的間隙由DNA填補。用RNA引導DNA複製的原因很可能是出於保證DNA複製的高忠實性。

  岡崎片段的發現歷史

  DNA複製過程中,2條新生鏈都只能從5‘端向3’端延伸,前導鏈連續合成,滯後鏈分段合成,這些分段合成的新生DNA片段稱岡崎片段,細菌岡崎片段長度1000-2000核苷酸殘基,真核生物岡崎片段長度100-200核苷酸殘基.在連續合成的前導鏈中,U-糖苷酶和AP內切酶也會在錯配鹼基U處切斷前導鏈,任何一種DNA聚合酶合成方向都是從5'向3'方向延伸,而DNA模板鏈是反向平行的雙鏈,這樣在一條鏈上,DNA合成方向和複製移動方向相同***前導鏈***,而在另一條模板上卻是相反的***後滯鏈***。那麼在複製叉中新鏈是如何合成的呢?1968年岡崎***Okazaki***及其同事進行了一系列實驗,回答了這一問題。岡崎片段名稱就是源自最早發現團隊的領導者,也就是岡崎令治與岡崎恆子***一對夫妻***的姓氏。其團隊是在研究大腸桿菌中的噬菌體DNA複製情形時發現此現象。

  一組短的DNA片段,是在DNA複製的起始階段產生的,隨後又被連線酶連線形成較長的片段。在大腸桿菌生長期間,將細胞短時間地暴露在氚標記的胸腺嘧啶中,就可證明岡崎片段的存在。岡崎片段的發現為DNA複製的科恩伯格機理提供了依據。

  岡崎片段的DNA雙鏈

  在DNA雙鏈進行半保留複製時,在複製點附近新合成的與親代DNA鏈互補的DNA片段。

  岡崎片段

  是岡崎令治等***1966***首先發現的。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。而半保留複製在5′→3′方向重合的同時,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現,以及在其基礎上的不連續複製模式而解釋了。在複製點,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,由脫氧核苷酸配對重合,形成短的DNA片段,它們再由DNA連線酶的作用而結合起來形成長的DNA分子,並逐漸複製成為DNA雙鏈。

  岡崎片段的遺傳資訊

  DNA是遺傳資訊的載體,

  岡崎片段

  故親代DNA必須以自身分子為模板準確的複製成兩個拷貝,並分配到兩個子細胞中去,完成其遺傳資訊載體的使命。而DNA的雙鏈結構對於維持這類遺傳物質的穩定性和複製的準確性都是極為重要的。

  DNA的半保留複製

  Waston和Click在提出DNA雙螺旋結構模型時曾就DNA複製過程進行過研究,他們推測,DNA在複製過程中鹼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,故稱之為半保留式複製***semiconservativereplication***。

  1958年Meselson和Stahl進行了如圖8-3-5的實驗證明了DNA分子是以半保留方式進行自我複製的。

  DNA複製的起始,方向和速度

  DNA在複製時,雙鏈DNA解旋成兩股分別進行。其複製過程的複製起點呈現叉子的形式,故稱複製叉。以複製叉向前移動的方向為標準,一條模板鏈為3’—〉5’走向,在其上DNA能以5’—〉3’方向連續合成,稱為前導鏈***leadingstrand***;另一條模板鏈為5’—〉3’走向,在其上DNA也是5’—〉3’方向合成,但與複製叉移動的方向正好相反,故隨著複製叉的移動形成許多不連續的岡崎片段,最後在連成一條完整的DNA鏈,該鏈稱為後隨鏈***laggingstrand***。實驗證明DNA的複製是由一個固定的起始點開始的。一般把生物體的單個複製單位稱為複製子。一個複製子只含一個複製起點。一般說,細菌,病毒即線粒體DNA分子均作為單個複製子完成其複製,真核生物基因組可以同時在多個複製起點上進行雙向複製,即它們的基因組包括多個複製子。多方面的實驗結果表明,大多數生物內DNA的複製都是從固定的起始點以雙向等速方式進行的。複製叉以DNA分子上某一特定順序為起始點,向兩個方向等速生長前進。