¿Por qué la replicación del ADN es discontinua en la cadena rezagada?

La replicación se lleva a cabo solo en la dirección 5 ‘- 3’ y no en la dirección opuesta. Y debido a la naturaleza antiparalela de las dos cadenas de polinucleótidos, no es posible que la enzima ADN polimerasa realice la adición de bases de nucleótidos en las dos cadenas a la misma velocidad.

El problema de orientación se resuelve mediante el bucle del filamento rezagado, en el que la replicación se lleva a cabo en pequeños segmentos conocidos como fragmentos de Okazaki . Un solo fragmento de Okazaki puede medir hasta 200 pb y requiere un cebador de ARN para la síntesis de cada uno de los fragmentos. Estos framgments son sellados por ligasa después de la sustitución de los cebadores de ARN por bases de ADN. Todas estas coreografías tienen lugar en la síntesis de ADN de la cadena retrasada por una sola razón, es decir, la enzima ADN polimerasa II cataliza la adición de bases solo en la dirección 5 ‘- 3’ y no de la manera opuesta. Entonces, la síntesis de ADN de cadena retrasada es de naturaleza discontinua.

La replicación del ADN es discontinua en la cadena rezagada porque:

  1. El filamento rezagado en la horquilla de replicación se ejecuta en una dirección de 5 ‘a 3’.
  2. La ADN polimerasa también extiende el ADN en la dirección 5 ‘a 3’.
  3. Dado que la cadena de ADN polimerasa funciona en contra de su cadena de plantilla, significa que necesita extenderse en dirección 3 ‘a 5’. Es una contradicción!
  4. Una vez que la ADN polimerasa extiende el ADN en la cadena principal y aumenta la región sin enrollar del ADN, varias ARN primasa se unen a diferentes posiciones al azar en la cadena de ADN rezagada de manera opuesta al movimiento de la ADN polimerasa.
  5. La primasa proporciona la secuencia de cebador de ARN para la ADN polimerasa delta (que es menos procesiva que la eficiente ADN pol 2 utilizada en la síntesis de cadenas principales) para extender el ADN.
  6. DNA pol delta extiende la secuencia del cebador en la cadena rezagada y cuando alcanza la siguiente secuencia del cebador usa la actividad de exonucleasa para colocar desoxirribonucleótidos en lugar de ribonucleótidos (presente en la secuencia del cebador)
  7. Esto existe porque el bucle de replicación de ADN se abre solo en una dirección, que se abre por helicasa que se mueve en la misma dirección que el ADN pol 2.
  8. La cadena rezagada debe llenarse con su ADN complementario para convertirse en doble cadena. La unión de primasa aleatoria asegura que todo el ADN se replica perfectamente y no quedan enlaces faltantes.

¡Es por eso que los fragmentos de okazaki son discontinuos en el filamento rezagado!

Perdón por copiar y pegar, pero la misma pregunta ya fue respondida con éxito aquí: la respuesta de Antonio Carusillo a ¿Cuál es la diferencia entre los hilos principales y rezagados?

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