Concepto de Fragmentos de Okazaki
El término ‘Fragmentos de Okazaki’ se refiere a pequeños fragmentos de ADN de cadena simple, formados en el momento de la replicación del ADN, más específicamente de la cadena atrasada.
Replicación/Duplicación del ADN
Para el crecimiento y división normal de las células en los organismos es necesario haber una etapa inicial denominada replicación del ADN. El proceso está basado en la copia semi-conservadora del ADN existente en el núcleo de la célula en crecimiento.
La replicación del ADN comienza entonces por la distorsión de la doble hélice por la topoisomerasa, seguida de la separación de las dos cadenas de ADN por la helicasa. La separación de las cadenas simples de ADN lleva a la formación de la horquilla de replicación, donde se va a unir la maquinaria de replicación (complejo de proteínas y enzimas). Una de las enzimas que forma parte de este complejo es un ARN polimerasa que adiciona pequeños primers al inicio de la cadena simple de ADN a copiar. A continuación actúa otra enzima, el ADN polimerasa, reconoce los primers adicionados por el ARN polimerasa e inicia la copia de las cadenas de ADN. Al final de la replicación existen dos moléculas de ADN, cada una de cadena doble, conteniendo una cadena originaria de la célula y otra copiada (de ahí darse el nombre de replicación semi-conservadora).
Sin embargo, un gran obstáculo en la replicación del ADN viene del hecho de que la enzima ADN polimerasa apenas consigue realizar su función de polimerización de ácidos nucleicos (Adición de ácidos nucleicos a la cadena en crecimiento) en el sentido 5’→3’. Puesto que las dos cadenas de la molécula de ADN son antiparalelas y que la horquilla de replicación separa las dos cadenas en el mismo lugar, la cadena que está en el sentido 5’→3’ es replicada fácilmente en el sentido de la apertura de la horquilla de replicación. Por este motivo, esta cadena es designada ‘cadena líder’. El problema está en la otra cadena, que está orientada en el sentido 3’←5’, en la cual el ADN polimerasa no se consigue unir y realizar su función pues la apertura de la horquilla de replicación ocurre en sentido contrario a la de la replicación.
Formación de Fragmentos de Okazaki
Para resolver este problema, la célula hace la copia de la cadena que está orientada de 3’←5’ de una forma descontinua. Siendo denominada esta cadena como ‘cadena atrasada’.
En este proceso, varios pequeños fragmentos de cadena atrasada van siendo replicados a medida que la horquilla de replicación avanza (de 5’→3’) y separa más longitud de la doble hélice de la molécula de ADN. Los fragmentos resultantes de esta replicación descontinua son llamados Fragmentos de Okazaki. Así, aunque la cadena atrasada esté creciendo en el sentido 3’→5’, en realidad los Fragmentos de Okazaki están siendo sintetizados en el sentido 3’←5’.
Tras ser eliminados los primers, las lagunas de ácidos nucleicos entre Fragmentos de Okazaki son rellenados y una última enzima,, ADN ligasa, une los fragmentos, formando una nueva cadena simple de ADN continua.
Figura 1 – Imagen esquemática representativa de la replicación del ADN y consecuentemente formación de Fragmentos de Okazaki.
Los Fragmentos de Okazaki fueron así llamados debido al científico que los descubrió en 1969, Reiji Okazaki. En bacterias esos fragmentos tienen un tamaño de 1000 a 2000 ácidos nucleicos; por otro lado, en eucariotas tienen un tamaño menor a 200 ácidos nucleicos.
References:
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