¿Qué son los fragmentos de Okazaki?
Los fragmentos de Okazaki son segmentos de ADN que se sintetizan en la cadena rezagada durante el proceso de replicación del ADN. Son llamados así en honor a sus descubridores, Reiji Okazaki y Tsuneko Okazaki, quienes en 1968 estudiaron la replicación del ADN en un virus que infecta a la bacteria Escherichia coli.
El ADN está formado por dos cadenas que forman una doble hélice, la cual se parece mucho a una escalera de caracol. Cuando una célula se va a dividir debe realizar una copia de su material genético. Este proceso de copiar la información genética se conoce como replicación del ADN.
Durante la replicación del ADN se copian las dos cadenas que conforman la doble hélice, la única diferencia es el sentido en el que se orientan estas cadenas. Una de las cadenas se encuentra en dirección 5’→3’ y la otra se encuentra en la dirección contraria, en sentido 3’→5’.
La mayor parte de la información sobre la replicación del ADN proviene de estudios realizados con la bacteria E. coli y algunos de sus virus.
Sin embargo, hay suficiente evidencia para concluir que gran parte de los aspectos de la replicación del ADN son similares tanto en procariotas como en eucariotas, incluidos los humanos.
Fragmentos de Okazaki y la replicación del ADN
Al inicio de la replicación del ADN, la doble hélice se separa mediante una enzima llamada helicasa. La helicasa del ADN es una proteína que rompe los enlaces de hidrógeno que mantienen el ADN en la estructura de doble hélice, dejando así las dos cadenas sueltas.
En la doble hélice del ADN cada cadena está orientada en sentido opuesto. Así, una cadena posee la dirección 5’→3’, que es la dirección natural de la replicación y por eso se llama hebra conductora. La otra cadena tiene dirección 3’→5’, que es la dirección inversa y se llama hebra rezagada.
La ADN polimerasa es la enzima encargada de sintetizar nuevas cadenas de ADN tomando como molde las dos cadenas previamente separadas. Esta enzima solo trabaja en dirección 5’→3’. En consecuencia, solo en una de las cadenas molde (la hebra conductora) se puede realizar la síntesis continua de una nueva cadena de ADN.
Contrariamente, como la hebra rezagada está en la orientación opuesta (dirección 3’→5’), la síntesis de su cadena complementaria se realiza de manera discontinua. Lo anterior, implica la síntesis de estos segmentos de material genético llamados fragmentos de Okazaki.
Los fragmentos de Okazaki son más cortos en los eucariotas que en los procariotas. Sin embargo, las hebras conductora y rezagada se replican por mecanismos continuos y discontinuos, respectivamente, en todos los organismos.
Formación de los fragmentos de Okazaki
Los fragmentos de Okazaki se forman a partir de un corto fragmento de ARN llamado cebador, el cual es sintetizado por una enzima llamada primasa. El cebador se sintetiza sobre la cadena molde rezagada.
La enzima ADN polimerasa agrega nucleótidos al cebador de ARN previamente sintetizado formando así un fragmento de Okazaki. El segmento de ARN se elimina posteriormente mediante otra enzima y luego se sustituye por ADN.
Finalmente, los fragmentos de Okazaki se unen a la cadena de ADN en crecimiento mediante la actividad de una enzima llamada ligasa. Así, la síntesis de la cadena rezagada ocurre de manera discontinua a causa de su orientación opuesta.
Referencias
- Snustad, D. & Simmons, M. (2011). Principles of Genetics (6th ed.). John Wiley and Sons.
- Voet, D., Voet, J. & Pratt, C. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level (5th ed.). Wiley.