Ejercicio resuelto de Replicación · Biología · 2020

La bióloga molecular Tsuneko Okazaki describió junto a su marido los llamados "fragmentos de Okazaki", que aparecen durante la replicación del ADN. [1,5 puntos]

a) Describa qué son los "fragmentos de Okazaki". Indique su composición.

b) ¿En cuál de las dos hebras de ADN aparecen? Justifique su respuesta.

c) ¿Cuál es el papel de las helicasas en la replicación?

$\textbf{a) Describa qué son los "fragmentos de Okazaki". Indique su composición.}$

Los fragmentos de Okazaki son los tramos cortos de ADN de nueva síntesis que se van formando de manera discontinua sobre una de las dos hebras molde durante la replicación. En procariotas miden entre 1000 y 2000 nucleótidos y en eucariotas entre 100 y 200.

Cada fragmento está compuesto por un cebador inicial de ARN, de unos diez ribonucleótidos, sintetizado por la primasa, seguido del tramo de desoxirribonucleótidos que añade la ADN polimerasa. Después, ese cebador se elimina y su hueco se rellena con ADN, y la ligasa une un fragmento con el siguiente mediante un enlace fosfodiéster, de modo que al final la hebra queda continua.

$\textbf{b) ¿En cuál de las dos hebras de ADN aparecen? Justifique su respuesta.}$

Aparecen en la hebra retardada o rezagada.

La justificación está en que las dos hebras del ADN son antiparalelas y la ADN polimerasa solo puede añadir nucleótidos sobre un extremo $3'$-OH libre, es decir, solo sintetiza en sentido $5'\to 3'$. Sobre uno de los moldes esa dirección coincide con la de apertura de la horquilla y la síntesis es continua: es la hebra conductora. Sobre el otro, la polimerasa tendría que avanzar en sentido contrario al de la apertura, cosa imposible, así que espera a que la horquilla descubra un nuevo tramo y sintetiza sobre él un fragmento alejándose de ella. De ahí la discontinuidad.

$\textbf{c) ¿Cuál es el papel de las helicasas en la replicación?}$

Las helicasas abren la doble hélice: rompen los puentes de hidrógeno que unen las bases complementarias y separan las dos hebras, con gasto de ATP, avanzando a lo largo de la molécula y generando así la horquilla de replicación.

Su acción va acompañada de la de otras proteínas: las topoisomerasas o girasas eliminan por delante las tensiones de superenrollamiento que la apertura provoca, y las proteínas SSB se unen a las hebras separadas para impedir que vuelvan a aparearse mientras sirven de molde.