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Okazaki-Fragment

1 Definition

Ein Okazaki-Fragment bezeichnet einen bei der DNA-Replikation entstehenden kurzen Abschnitt des Folgestrangs aus DNA und RNA. Ein solches Fragment kann bei Eukaryoten 100 bis 200 Nukleotide lang sein, bei Prokaryoten 1.000 bis 2.000.

2 Hintergrund

Bei der semikonservativen Replikation wird der DNA-Elternstrang nach Aufdrehen durch die Helicase bidirektional abgelesen. Das Ablesen und Synthetisieren der Tocherstränge erfolgt durch die DNA-Polymerase, die zu Beginn des Vorgangs eine freie 3'-OH-Gruppe benötigt. Diese wird ihr durch einen Primer aus RNA zur Verfügung gestellt. Die Ableserichtung ist stets von 3' nach 5', die Neusynthese entsprechend der komplementären Basenpaarung von 5' nach 3'.

Bei der Replikation werden immer beide DNA-Elternstränge abgelesen. Als Leitstrang (oder Leading Strand) bezeichnet man den DNA-Tochterstrang, welcher in 5'-3'-Richtung neu synthetisiert wird. Den anderen Tochterstrang bezeichnet man als Folgestrang (oder Lagging Strand).

Aufgrund des antiparallelen Aufbaus der DNA und der Eigenschaft der DNA-Polymerase, immer nur in 5'-3'-Richtung DNA-Neusynthese zu betreiben, ergibt sich der Umstand, dass an der Replikationsgabel, welche durch die Helicase immer weiter aufgedreht wird, eine "Lücke" zwischen Replikationsgabel und neu synthetisiertem Folgestrang (NICHT Leitstrang) ensteht.

Hier kommt es nun zum Auffüllen der Lücke und dabei zur Entstehung des Okazaki-Fragments. Die Primase synthetisiert einen Primer, der nur aus RNA besteht, an dessen 3'-OH-Ende sich die DNA-Polymerase anschließen kann und die entsprechende DNA-Sequenz synthetisieren kann, bis sie an das Ende des zuvor gebildeten Okazaki-Fragments stößt. Hier werden die Fragmente durch die DNA-Ligase I miteinander verknüpft.

3 Schemadarstellung

4 Quelle

Fachgebiete: Biochemie

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