Frammenti di Okazaki: cosa sono e perché si formano

I frammenti di Okazaki sono dei brevi frammenti di DNA a lunghezza variabile da alcune centinaia (negli eucarioti) ad alcune migliaia di nucleotidi (nei procarioti), e si formano nel corso della replicazione del DNA per garantire che la sintesi del nuovo filamento (detto lento, come vedremo in seguito) proceda sempre nella direzione 5' -> 3'.

Come sappiamo il DNA è formato da due eliche complementari antiparallele che si avvolgono attorno allo stesso asse, e ai fini della replicazione le due eliche devono separarsi, permettendo così di fungere da stampo (letto dall'estremità 3' verso l'estremità 5') per la sintesi della una nuova elica complementare.

A questo punto verrebbe da chiedersi come faccia la sintesi ad avvenire simultaneamente per le due catene, pur procedendo sempre in direzione 5' -> 3'.

Se entrambe le catene fossero sintetizzate in maniera continua nella direzione in cui si muove la forcella di replicazione, si dovrebbe verificare una sintesi in senso 3' -> 5'; la spiegazione di come ciò non avvenga fu provata negli anni 60 da Reiji Okazaki. 

Durante la replicazione, una delle due catene verrà sintetizzata in modo continuo, e sarà la cosiddetta catena veloce (o catena leader), la cui sintesi nel senso 5' -> 3' procede nella stessa direzione della forcella di replicazione; l'altra catena è sintetizzata in maniera discontinua, detta perciò catena lenta (o catena ritardata), ed è quella in cui la sintesi in senso 5' ->3' procede in direzione opposta all'avanzamento della forcella di replicazione, sotto forma di frammenti di Okazaki, che verranno uniti successivamente dalla DNA ligasi.