OkazakiFragmente

Okazakifragmente sind kurze Abschnitte der DNA-Synthese, die auf dem Folgestrang während der DNA-Replikation entstehen. Auf dem Leitstrang wird die DNA kontinuierlich in Richtung der Replikationsgabel synthetisiert, während der Folgestrang diskontinuierlich in 5'-3'-Richtung entgegen der Gabelungsbewegung aufgebaut wird. Die Fragmentbildung ergibt sich aus der Tatsache, dass Primer gesetzt werden müssen, damit die Polymerase starten kann.

Mechanismus: Für jedes Fragment setzt die Primase einen RNA-Primer. Dann synthetisiert die DNA-Polymerase das Fragment in 5'-3'-Richtung. Nach Entfernen der RNA-Primer, Auffüllen der Lücken und Entfernen der Primerreste werden die Fragmente durch DNA-Ligase I zu einem durchgehenden Strang verbunden. In Bakterien übernimmt die DNA-Polymerase I die Lückenreparatur und den Primerersatz, in Eukaryoten Polymerasen δ/ε zusammen mit RNase H und FEN1.

Länge der Fragmente: In Bakterien liegen Okazakifragmente typischerweise im Bereich von etwa 1 bis 2 Kilobasen. In Eukaryoten sind die Fragmente oft kürzer, typischerweise rund 100 bis 200 Nukleotide, variierend je nach Organismus und Zelltyp.

Geschichte: Der Begriff erinnert an Reiji Okazaki, der gemeinsam mit Kollegen in den späten 1960er-Jahren die diskontinuierliche Synthese des Folgestrangs in Escherichia coli identifizierte; 1968 wurden die Fragmente experimentell beschrieben. Die Entdeckung zeigte, dass die Replikation semi-konservativ und koordiniert verläuft.

Bedeutung: Okazakifragmente sind ein zentrales Element des Replikationsprozesses, das die diskontinuöse Synthese des Folgestrangs, die Zusammenarbeit mehrerer Enzyme und die Bildung einer kontinuierlichen DNA-Sequenz ermöglicht.