Okazaki fragmanları, DNA replikasyonu (kopyalanması) sırasında ortaya çıkan, geciken zincir (lagging strand) üzerinde parça parça sentezlenen kısa DNA dizileridir. Adını, bu yapıyı 1968 yılında keşfeden Japon moleküler biyologlar Reiji ve Tsuneko Okazaki’den alır.
Bu fragmanların neden oluştuğunu anlamak için DNA’nın yapısındaki temel bir kuralı bilmek gerekir: Yönlülük.
Okazaki Fragmanları
Anti-Paralel Yapı: DNA, sarmal oluşturan iki iplikten meydana gelir. Bu iplikler birbirine ters yönde uzanır; biri 5′ ucundan 3′ ucuna doğru giderken, diğeri 3′ ucundan 5′ ucuna doğru gider.
DNA Polimeraz’ın Tek Yönlü Çalışması: DNA’yı kopyalayan asıl işçi enzim olan DNA Polimeraz, yapısal olarak sadece tek bir yönde çalışabilir: Yeni zinciri 5′ yönünden 3′ yönüne doğru sentezleyebilir. Başka bir deyişle, sadece var olan bir 3′ ucuna yeni nükleotidler ekleyebilir.
DNA sarmalı (Helikaz enzimi tarafından) bir fermuar gibi açıldıkça iki farklı senaryo ortaya çıkar:
Lider Zincir (Leading Strand): İpliklerden birinin yönü DNA Polimeraz’ın çalışma yönüyle aynıdır. Bu sayede enzim, çatal açıldıkça hiç duraksamadan kesintisiz bir şekilde yeni DNA zincirini sentezler.
Geciken Zincir (Lagging Strand): Diğer ipliğin yönü ise terstir. DNA Polimeraz bu iplikte çatalın açılma yönüne doğru ilerleyemez. Çatal biraz açıldıkça enzim geriye doğru atlar, küçük bir parça sentezler; çatal biraz daha açılınca tekrar geriye atlar ve yeni bir küçük parça daha sentezler. İşte bu kesintili şekilde sentezlenen 1000-2000 bazlık kısa dizilere Okazaki Fragmanları denir.
Fragmanların Birleştirilmesi
Hücre bölünmesi tamamlanmadan önce bu kesintili parçaların tek bir bütün haline getirilmesi gerekir. Okazaki fragmanlarının arasındaki boşluklar, DNA Ligaz adı verilen başka bir enzim tarafından yapıştırılır (fosfodiester bağları kurularak) ve geciken zincir de tıpkı lider zincir gibi kesintisiz, sağlam bir DNA ipliği haline gelir.
DNA replikasyonunun bu asimetrik yapısını ve Okazaki fragmanlarının nasıl oluştuğunu zihninizde daha net canlandırabilmek için aşağıdaki etkileşimli replikasyon simülasyonunu inceleyebilirsiniz: