Fragmen Okazaki
Fragmen Okazaki adalah DNA pendek berbentuk fragmen (bagian-bagian) dalam proses replikasi DNA pada bagian untaian DNA lambat (bahasa inggris: lagging strand).[1][2] Sintesis DNA akan selalu bergerak dengan arah 5’ → 3’.[2] Untai DNA awal (leading strand) dibaca dari ujung 5’ ke 3’ maka sintesisnya dapat dilakukan secara kontinu, sedangkan untaian DNA lambat merupakan anti parallel dari untaian DNA awal yang memiliki arah berkebalikan (ujung 3’ ke 5’) maka sintesis tidak dapat dilakukan secara kontinu melainkan dibuat fragmen-fragmen agar sintesis DNA dapat terjadi serentak.[3] Fragmen DNA pendek yang terbentuk pada akhirnya akan disambung dengan enzim DNA ligase sehingga membentuk unit yang utuh.[2] Panjang fragmen Okazaki berkisar dari ratusan sampai ribuan nukleotida, tergantung jenis selnya.[3]
Fragmen Okazaki ditemukan pada tahun 1966 dalam penelitian tentang proses replikasi DNA pada Escherichia coli oleh Reiji Okazaki dan Kiwako Sakabe.[4] Fragmen tersebut diteliti lebih lanjut melalui penelitiannya beserta rekan peneliti lainnya dalam studi replikasi DNA pada bakteriofag dengan objek penelitian E. coli.[5]
Percobaan
Pembentukan fragmen Okazaki dibuktikan dengan menggunakan model replikasi DNA bakteriofag T4. Bakteriofag T4 yang digunakan adalah tipe alami maupun mutan yang tidak mengkode enzim ligase.[2] Sel E. coli diinfeksi dengan T4 dan diperlakukan dengan pulsa-pulsa pendek (dalam skala detik) senyawa bertanda yaitu 3H-timidin. DNA bakteriofag yang disintesis kemudian diultrasentrifugasi pada gradien untuk mengetahui ukuran fragmen DNA yang terbentuk pada tiap-tiap perlakuan pulsa senyawa bertanda.[2] Hasil gradien menunjukan pada dua detik setelah perlakuan diperoleh suatu fragmen DNA pendek berukuran sekitar seribu sampai dua ribu nukleotida.[2] Fragmen DNA yang pendek ini terakumulasi dalam jumlah besar jika digunakan bakteriofag T4 yang mengalami mutasi pada gen DNA ligase.[2]
Fragmen Okazaki pada prokariota dan eukariota
Fragmen Okazaki yang terdapat pada eukariota lebih pendek dibanding pada prokariota.[6] Panjang fragmen Okazaki pada eukariota berkisar 100 nukleotida..[6] Selain itu produksi fragmen pada eukariota lebih sedikit dan lambat dengan kecepatan ~ 0,2 fragmen Okazaki per detik, dibanding prokariota dengan kecepatan produksi 0,4-0,8 fragmen Okazaki per detik..[6] Hal ini disebabkan karena sel-sel prokariota mengandung materi genetik lebih sedikit..[6] Replikasi sel eukaritoa lebih kompleks dibanding prokariota pada bakteri, molekul DNA pada eukariota terorganisir pada struktur nukeloprotein kompleks (kromatin).[3] Tingkat perpindahan cabang replikasi pada eukariota hanya sepersepuluh dari prokariota atau sekitar ~50 nukleotida per detik.[3] Pada tingkatan ini rata-rata repilkasi kromosom manusia (eukariota) yang berlanjut dari awal tunggal (origin of replication) akan menghabiskan waktu 500 jam. Namun pada replikasi kromosom manusia berlanjut dari dua arah dari awal ganda yang ditempati 30.000 sampai 300.000 pasangan basa terpisah.[3]
Lihat pula
Referensi
- ^ "Replikasi DNA". Universitas Terbuka. Diakses tanggal 23 April 2014.
- ^ a b c d e f g Yuwono, Triwibowo (2005). Safitri, Amalia, ed. Biologi Molekular. Jakarta: Penerbit Erlangga. ISBN 979-781-192-1.
- ^ a b c d e "Metabolisme DNA" (PDF). Fakultas Pertanian Universitas Udayana. Diakses tanggal 23 April.
- ^ (Inggris) Sakabe K, Okazaki R (Desember 1966). "A unique property of the replicating region of chromosomal DNA". Biochimica et Biophysica Acta. 129 (3): 651–54. PMID 5337977.
- ^ (Inggris) Okazaki R, Okazaki T, Sakabe K, Sugimoto K (Juni 1967). "Mechanism of DNA replication possible discontinuity of DNA chain growth". Japanese Journal of Medical Science & Biology. 20 (3): 255–60. PMID 4861623.
- ^ a b c d (Inggris) Matsunaga F, Norais C, Forterre P, Myllykallio H (Februari 2003). "Identification of short 'eukaryotic' Okazaki fragments synthesized from a prokaryotic replication origin" (PDF). EMBO Reports. 4 (2): 154–8. doi:10.1038/sj.embor.embor732. PMC 1315830
. PMID 12612604.
