El orden de actuación es helicasa, primasa, ADN polimerasa III y ADN ligasa.
La helicasa actúa primero. Es la enzima que abre la doble hélice en el origen de replicación y la mantiene abierta a medida que avanza la horquilla: rompe los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias y deja al descubierto las dos hebras molde, gastando ATP. No sintetiza nada, solo abre camino; por delante de ella la topoisomerasa alivia la tensión del superenrollamiento y detrás las proteínas SSB impiden que las hebras vuelvan a unirse.
La primasa actúa a continuación. Ninguna ADN polimerasa sabe empezar una cadena desde cero: todas necesitan un extremo
libre sobre el que añadir. La primasa, que es una ARN polimerasa, sintetiza ese arranque en forma de un cebador corto de ARN complementario del molde. En la hebra conductora basta un cebador; en la retardada hace falta uno por cada fragmento de Okazaki.
La ADN polimerasa III es la que sintetiza de verdad la hebra nueva. Se coloca sobre el cebador y va añadiendo desoxirribonucleótidos complementarios del molde en dirección
, con gran velocidad y procesividad. Además corrige sus propios errores gracias a su actividad exonucleasa
. En la hebra retardada su avance es discontinuo y produce los fragmentos de Okazaki; después la ADN polimerasa I retira los cebadores de ARN y rellena esos huecos con ADN.
La ADN ligasa actúa al final. Sella con un enlace fosfodiéster la mella que queda entre el extremo
de un fragmento y el extremo
del siguiente, con lo que la hebra retardada queda convertida en una cadena continua.
Las dos hebras del ADN son complementarias: frente a cada adenina hay una timina y frente a cada guanina una citosina, y al revés. Basta por tanto con intercambiar cada base por su complementaria:
| | |
|---|
| A | 18 | 23 |
| T | 23 | 18 |
| G | 25 | 34 |
| C | 34 | 25 |
La hebra complementaria tiene, pues,
,
,
y
. Como comprobación, las dos hebras suman 100 nucleótidos cada una, y en el ADN bicatenario completo se cumple la primera ley de Chargaff:
total
y
total
, con
y
en el conjunto de la molécula, aunque no en cada hebra por separado.