Diferencia en la longitud de los fragmentos de Okazaki

La longitud de los fragmentos de Okazaki en la hebra retrasada es de unos 100-200 nucleótidos en eucariotas y de unos 1000-2000 nucleótidos en procariotas.

¿Qué (mecanismo molecular, tipo de enzima) determina la longitud de estos fragmentos de Okazaki?

Además, ¿cuáles fragmentos, más largos o más cortos, serían más ventajosos (energéticamente y teniendo en cuenta la precisión)?

Fragmentos más largos significan menos uso de ADN ligasa , ADN polimerasa-I (procariotas) y otras enzimas necesarias para convertir los fragmentos de okazaki con cebadores de ARN dispersos en una hebra normal y, por lo tanto, un menor alcance de errores durante la replicación en la hebra rezagada. Los fragmentos de Okazaki más cortos mejoran la longevidad de los telómeros al reducir la porción tapada después de cada división. ¿Cuál de estas opiniones es correcta?

¿Crees que tiene algo que ver con que nuestra molécula de ADN sea lineal? Si hay fragmentos de okazaki más cortos, habrá telómeros más cortos. No hay necesidad de fragmentos cortos de okazaki en procariotas ya que sus genomas son circulares y, por lo tanto, no tienen telómeros.
@biogirl Supongo que es la longitud de la porción de telómero que se remata en cada división, que se reducirá con fragmentos de Okazaki más cortos. De todos modos, mejorar la longevidad de los telómeros posiblemente podría ser una razón :)
En primer lugar, los eucariotas no están "más evolucionados" que los procariotas, solo se especializan de diferentes maneras. En todo caso, los procariotas como E. coli con tiempos de duplicación de tan solo 20 minutos podrían sugerir que están "más" evolucionados que los eucariotas de crecimiento lento en los aspectos básicos del crecimiento, como la replicación del ADN. Entonces, el hecho de que los fragmentos de Okazaki procarióticos sean más largos podría sugerir que los fragmentos de Kkazaki más largos son mejores para la eficiencia de replicación del ADN, y que se acortaron en los eucariotas debido a alguna otra compensación. Es bastante inútil inferir adaptabilidad de esta manera.
@ A.Kennard Corregido en la pregunta.
@SatwikPasani No te preocupes. Siento ser pedante; He trabajado exclusivamente con bacterias hasta ahora y puedo ponerme demasiado a la defensiva con las pequeñas criaturas;) ¡Ojalá pudiera ayudar a responder tu (interesante) pregunta!
Creo que estás pensando demasiado en esto. No todo tiene que dar una ventaja :) Hay un artículo famoso sobre por qué uno no debe asumir que cada parte de un organismo está destinada a dar una ventaja rspb.royalsocietypublishing.org/content/205/1161/581.abstract Yo diría que el la longitud de los fragmentos es más el resultado de la procesividad, la constante de unión de la enzima que realiza el cebado, la concentración de la enzima, etc., en lugar de ser el resultado de una adaptación a algo en particular.
@vonMises Cierto y probable, pero el hecho de que la diferencia en la replicación entre procariotas y eucariotas en otros factores involucrados en la replicación sea bastante pronunciada, definida y atribuible en muchos casos a la eficiencia mejorada en el caso de los eucariotas (por ejemplo, mejor reparación, regulación debido al control multifactorial de la iniciación). Entonces, tal vez la longitud de los fragmentos de okazaki pertenezca a esa clase de diferencias, ¡especialmente porque la diferencia en la longitud es de un orden de magnitud (alrededor de 10 veces)!
@SatwikPasani Solo me preguntaba ... ¿Podría esto también ser una razón por la cual la replicación bacteriana es mucho más rápida que la eucariota?
Los fragmentos de Okazaki se basan en la interacción entre la ADN primasa o la ADN helicasa, en los eucariotas la interacción es mayor, por lo que la longitud es corta en comparación con los procariotas.

Respuestas (1)

He encontrado una posible razón más de The Molecular Biology of the Cell de Bruce Alberts : (Cap. 5 página 254)

Los nucleosomas están espaciados a intervalos de aproximadamente 200 pares de nucleótidos a lo largo de la cadena de ADN, lo que puede explicar por qué se sintetizan nuevos fragmentos de Okazaki en la cadena retrasada a intervalos de 100 a 200 nucleótidos en eucariotas, en lugar de 1000 a 2000 nucleótidos como en bacterias.

Como ya discutimos @SatwikPasani y yo en los comentarios, aumentar la longevidad de los telómeros en los eucariotas al reducir la longitud de los fragmentos de okazaki y, en consecuencia, reducir la parte del corte de los telómeros después de cada división podría ser otra razón para tener fragmentos más cortos en los eucariotas en comparación. a procariotas que no contienen telómeros.

EDITAR : Después de pensarlo nuevamente, la relación entre la longitud del fragmento de Okazaki y los telómeros no parece lógica, ya que solo la longitud del cebador de ARN es importante cuando se considera la longitud de los telómeros.

Balakrishnan y Bambara (2013) explican en detalle la regulación de (y las diferencias entre) fragmentos de Okazaki procariotas y eucariotas.

@satwik Estaba pensando en esta pregunta nuevamente y creo que lo que dije sobre la longitud de los telómeros está mal. Los fragmentos de Okazaki no influyen en la longitud de los telómeros, es solo el cebador de ARN de la hebra rezagada que no se reemplaza y, por lo tanto, conduce a telómeros más cortos. Entonces, no veo ninguna relación entre los fragmentos de Okazaki más cortos y los telómeros. Que dice ?
@satwik Pero sería interesante averiguar si los cebadores de ARN utilizados en eucariotas son más cortos que los utilizados en procariotas.
verdadero. Ciertamente estaría interesado en encontrar una tendencia similar de longitudes para los cebadores.
@biogirl Me preguntaba lo mismo con respecto a la variación en la longitud de los fragmentos de Okazaki. Su discusión ha sido útil. Gracias. Como mencionaste, ¿encontraste alguna relación entre la variación en la longitud del cebador de ARN y la longevidad de los telómeros?
Una adición: la síntesis de la cadena retrasada implica la flexión del ssDNA de modo que se alinee en la dirección de la horquilla de replicación. Los nucleosomas (y la cromatina eucariótica condensada) pueden dificultar esta flexión de tal manera que solo tramos cortos de ssDNA doblados están disponibles para la síntesis de la cadena retrasada.
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