Replicación del ADN: Proceso Continuo y Discontinuo en Eucariotas

Resumen

Este documento explica cómo se replica el ADN en eucariotas, con una cadena de síntesis continua y otra discontinua. Describe la formación de los fragmentos de Okazaki, con su cebador, la eliminación de este y la ligación final. También resume los pasos de la replicación: inicio, separación de las cadenas, formación de nuevas hebras y terminación. Un estudiante aprende el papel de cada enzima en el proceso.

Puntos clave

La replicación del ADN comienza en el origen de la replicación y avanza de forma bidireccional.
Las polimerasas solo añaden nucleótidos en sentido 5'->3'.
La replicación es continua en la cadena molde 3'->5' y discontinua en la complementaria, mediante fragmentos de Okazaki.
Cada fragmento de Okazaki necesita su propio cebador, sintetizado por la ARN-primasa.
Las helicasas rompen los enlaces de hidrógeno y unas proteínas estabilizadoras mantienen las cadenas separadas.
La ADN-ligasa une los fragmentos de Okazaki mediante un enlace fosfodiéster que consume energía.
Las nuevas hebras siempre se sintetizan en sentido 5'->3'.

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Replicación Continua y Discontinua

La replicación del ADN comienza en un punto determinado, conocido como el origen de la replicación. A partir de ahí, las dos cadenas se separan, y la replicación avanza de forma bidireccional, copiando ambas hebras simultáneamente. Sin embargo, todas las enzimas polimerasas añaden nucleótidos solamente en sentido 5'->3'. Esto provoca que la replicación sea continua en la cadena molde 3'->5', mientras que en la cadena complementaria, la replicación se produce de forma discontinua, mediante la síntesis de pequeños fragmentos denominados fragmentos de Okazaki.

Síntesis de la Cadena Discontinua

Síntesis del cebador y elongación: Para que la replicación comience, es necesario un fragmento de cebador. En el caso de la replicación discontinua, se genera un nuevo cebador para cada fragmento de Okazaki. Este cebador lo sintetiza la ARN-polimerasa o la primasa.
Eliminación del cebador y rellenado del hueco: La enzima ADN-polimerasa I actúa como polimerasa, añadiendo nucleótidos de uno en uno, y como exonucleasa, quitando nucleótidos de uno en uno. De esta forma elimina el cebador y rellena el hueco.
Ligación: La enzima ADN-polimerasa no puede enlazar los fragmentos de Okazaki al ADN sintetizado previamente. Una ADN-ligasa une los fragmentos mediante un enlace fosfodiéster en una reacción que consume energía.

Pasos de la Replicación en Eucariotas

Inicio de la Replicación

Comienza en una secuencia específica de nucleótidos. Para comenzar, se necesita una pequeña cadena de ARN, sintetizada por la enzima ARN-primasa, que actúa como cebador. En la cadena retardada, se necesita un cebador para cada fragmento de Okazaki.

Separación de las Cadenas

En este paso intervienen las helicasas, que rompen los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las bases complementarias. Esta separación provoca superenrollamientos en las zonas vecinas, por lo que existen otras enzimas que rebajan la tensión.

Mantenimiento de la Separación de las Cadenas

Una vez separadas, las dos cadenas se mantienen abiertas gracias a la acción de unas proteínas estabilizadoras.

Formación de Nuevas Hebras

Este proceso es catalizado por las enzimas ADN-polimerasas. La síntesis de las nuevas cadenas siempre se produce en el sentido 5'->3'. Como una cadena se replica en sentido continuo y es antiparalela, la otra cadena se forma de manera discontinua.

Terminación

Finalmente, otra enzima, la ADN-ligasa, conecta los fragmentos de Okazaki formados con la cadena de ADN retardada.

Preguntas frecuentes

¿Qué son los fragmentos de Okazaki?

Son pequeños fragmentos que se sintetizan en la cadena de replicación discontinua. Cada uno necesita un cebador nuevo, y después la ADN-ligasa los une.

¿Qué enzima une los fragmentos de Okazaki?

La ADN-ligasa une los fragmentos mediante un enlace fosfodiéster. Es una reacción que consume energía.

¿Qué separa las dos cadenas de ADN?

Las helicasas rompen los enlaces de hidrógeno que unen las bases complementarias. Otras enzimas rebajan la tensión del superenrollamiento, y unas proteínas estabilizadoras mantienen las cadenas abiertas.