المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
زكاة الغلات
2024-11-05
تربية أنواع ماشية اللحم
2024-11-05
زكاة الذهب والفضة
2024-11-05
ماشية اللحم في الولايات المتحدة الأمريكية
2024-11-05
أوجه الاستعانة بالخبير
2024-11-05
زكاة البقر
2024-11-05


Okazaki Fragments Are Linked by Ligase  
  
2293   11:40 صباحاً   date: 6-4-2021
Author : JOCELYN E. KREBS, ELLIOTT S. GOLDSTEIN and STEPHEN T. KILPATRICK
Book or Source : LEWIN’S GENES XII
Page and Part :


Read More
Date: 21-5-2021 1826
Date: 14-3-2021 1947
Date: 19-12-2015 2359

Okazaki Fragments Are Linked by Ligase


KEY CONCEPTS
- Each Okazaki fragment begins with a primer and stops before the next fragment.
- DNA polymerase I removes the primer and replaces it with DNA.
- DNA ligase makes the bond that connects the 3′ end of one Okazaki fragment to the 5′ beginning of the next fragment.

Researchers can now expand their view of the actions involved in joining Okazaki fragments, as illustrated in FIGURE 1. The complete order of events is uncertain, but it must involve synthesis of RNA primer, its extension with DNA, removal of the RNA primer, its replacement by a stretch of DNA, and the covalent linking of adjacent Okazaki fragments.


FIGURE 1. Synthesis of Okazaki fragments requires priming, extension, removal of RNA primer, gap filling, and nick ligation.
Synthesis of an Okazaki fragment terminates just before the beginning of the RNA primer of the preceding fragment. When the primer is removed, there will be a gap. The gap is filled by DNA polymerase I; polA mutants fail to join their Okazaki fragments properly. The 5′–3′ exonuclease activity removes the RNA primer while simultaneously replacing it with a DNA sequence extended from the 3′–OH end of the next Okazaki fragment. This is equivalent to nick translation, except that the new DNA replaces a stretch of RNA rather than a segment of DNA.
In mammalian systems (where the DNA polymerase does not have a 5′–3′ exonuclease activity), Okazaki fragments are connected by a two-step process. Synthesis of an Okazaki fragment displaces the RNA primer of the preceding fragment in the form of a “flap.” FIGURE 2 shows that the base of the flap is cleaved by the enzyme FEN1 (flap endonuclease 1). In this reaction, FEN1 functions as an endonuclease, but it also has a 5′–3′ exonuclease activity. In DNA repair reactions, FEN1 can cleave next to a displaced nucleotide and then use its exonuclease activity to remove adjacent material.


FIGURE 2. FEN1 is an exo-/endonuclease that recognizes the structure created when one strand of DNA is displaced from a duplex as a “flap.” In replication it cleaves at the base of the flap to remove the RNA primer.
Failure to remove a flap rapidly can have important consequences in regions of repeated sequences. Direct repeats can be displaced and misaligned with the template; palindromic sequences can form hairpins. These structures can change the number of repeats . The general importanceof FEN1 is th at it prevents flaps of DNA from generating structures that can cause deletions or duplications in the genome.
After the RNA has been removed and replaced, the adjacent Okazaki fragments must be linked together. The 3′–OH end of one fragment is adjacent to the 5′–phosphate end of the previous fragment. The enzyme DNA ligase makes a bond by using a complex with AMP. FIGURE 3. shows that the AMP of the enzyme complex becomes attached to the 5′ phosphate of the nick and then a phosphodiester bond is formed with the 3′–OH terminus of the nick, releasing the enzyme and the AMP. Ligases are present in both prokaryotes and eukaryotes.

FIGURE 3. DNA ligase seals nicks between adjacent nucleotides by employing an enzyme–AMP intermediate.
The E. coli and Φ T4 ligases share the property of sealing nicks that have 3′–OH and 5′–phosphate termini, as illustrated in Figure 3. Both enzymes undertake a two-step reaction that involves an enzyme–AMP complex. (The E. coli and T4 enzymes use different cofactors. The E. coli enzyme uses nicotinamide adenine dinucleotide [NAD] as a cofactor, whereas the T4 enzyme uses ATP.) The AMP of the enzyme complex becomes attached to the 5′ phosphate of the nick, and then a phosphodiester bond is formed with the 3′–OH terminus of the nick, releasing the enzyme and theAMP.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.