Replicación del ADN: síntesis continua y discontinua, fragmentos de Okazaki

El Proceso de Replicación del ADN

Una vez que se abre la molécula, se forma un área conocida como "burbuja de replicación"; en ella se encuentran las "horquillas de replicación". Por acción de la ADN polimerasa, los nuevos nucleótidos entran en la horquilla y se enlazan con el nucleótido correspondiente de la cadena de origen (A con T, C con G). Los procariotas abren una sola burbuja de replicación, mientras que los eucariotas, múltiples. El ADN se replica en toda su longitud por confluencia de las "burbujas".

Síntesis Continua y Discontinua

Dado que las cadenas del ADN son antiparalelas, y que la replicación procede solo en la dirección 5' a 3' en ambas cadenas, numerosos experimentos han mostrado que una cadena formará una copia continua, mientras que en la otra se formarán una serie de fragmentos cortos conocidos como fragmentos de Okazaki. La cadena que se sintetiza de manera continua se conoce como cadena líder, delantera o adelantada y la que se sintetiza en fragmentos, cadena atrasada o rezagada.

Naturaleza de los Fragmentos de Okazaki

Los fragmentos cortos recién sintetizados de hebras de ADN se denominan fragmentos de Okazaki. Todas las ADN polimerasas conocidas pueden solo sintetizar ADN en la dirección 5' a 3'. Sin embargo, cuando las hebras se separan, la horquilla de replicación se desplaza a lo largo de una hebra molde en la posición 3' a 5' y 5' a 3' en el otro lado del molde.

Mecanismo en la Cadena Rezagada

En la primera, la cadena adelantada de ADN es sintetizada continuamente en la dirección 5' a 3'. En la otra, llamada la cadena atrasada, la síntesis de ADN solo ocurre cuando una sección de una hebra simple de ADN ha sido expuesta y procede en la dirección opuesta a la dirección de la horquilla de replicación (5' a 3'). Es por esto discontinua, y la serie de fragmentos de Okazaki son unidos de manera covalente por las ligasas, formando una hebra continua. Se denominan fragmentos de Okazaki porque fue este investigador quien primeramente los observó y estudió usando timidina radioactiva. En los eucariotas, los fragmentos de Okazaki están formados por unos cuantos cientos de nucleótidos, mientras que en los procariotas estos fragmentos pueden alcanzar algunos miles.

El Papel de los Cebadores y la Maduración de la Hebra

Para que la ADN polimerasa trabaje, es necesaria la presencia, en el inicio de cada nuevo fragmento, de pequeñas unidades de ARN conocidas como cebadores (primers). A posteriori, cuando la polimerasa toca el extremo 5' de un cebador, se activan otras enzimas que remueven los fragmentos de ARN, colocan nucleótidos de ADN en su lugar y una ADN ligasa que los une a la cadena en crecimiento.