¿Por qué hace que la hebra rezagada de ADN se repita durante la replicación?

En primer lugar, es importante especificar que estamos hablando de replicación bacteriana. Los procesos de ADN pueden ser diferentes en eucariotas y arqueas. Segundo: cada cadena tiene su propio replicador, la ADN polimerasa III, que tiene una subunidad beta que tiene forma de rosquilla o rosquilla, y une la polimerasa a la cadena que está copiando.

No puedo proporcionar un enlace a una animación “mala”, pero si miras las animaciones en línea de las replicaciones bacterianas, algunas mostrarán la mayoría de los detalles correctamente, pero mostrarán incorrectamente el ADN Pol III en la cadena rezagada que corre por esa cadena sola. sintetiza ADN. Debido a que las 2 cadenas de ADN son antiparalelas, la replicación tiene que ocurrir en diferentes direcciones en las 2 cadenas. La cadena principal DNA Pol III tiene un trabajo fácil, ya que a medida que la helicasa separa las 2 cadenas, la cadena principal constantemente tiene una nueva plantilla justo en frente. Pero el filamento rezagado DNA Pol III encuentra constantemente el filamento plantilla recién separado DETRÁS de él, por lo que tiene que separarse y encontrar un punto de partida y trabajar hacia atrás en comparación con el filamento principal.

En una animación “mala”, el DNA Pol III simplemente comienza su síntesis “hacia atrás” y se aleja del otro DNA Pol III hasta que termina de hacer un fragmento de Okazaki. Lo que está mal con esto es que las 2 moléculas de ADN Pol III están dimerizadas, están unidas entre sí. Debe detenerse e intentar visualizar cuál es el resultado, si el filamento rezagado DNA Pol III no puede alejarse del filamento principal DNA Pol III. En lugar de moverse de forma independiente hacia abajo por la cadena retrasada durante la síntesis, tiene que tirar hacia atrás la cadena retrasada hasta que termine de producir ADN. Eso crea el “portaobjetos de trombón” o “bucle”, y a medida que ese ADN Pol III sintetiza el nuevo ADN en la plantilla, el tamaño del “bucle” o “porta de trombón” disminuye hasta que se cae, y se forma otro. Hay algunas buenas animaciones en línea que muestran esto correctamente. Acá hay uno

No puedo hablar de esto sin mencionar algo que encuentro maravillosamente interesante. Ahora que entendemos las homologías entre proteínas mejor que nunca, sabemos que DNA Helicase es parte de una familia de proteínas que incluye la proteína Rho que se usa para la terminación de la síntesis de ARN (transcripción) en bacterias, y también la F1 ATPasa, que es un “nanomáquina” rotativa que sintetiza ATP para proporcionar energía en nuestras mitocondrias. Las 3 proteínas tienen 6 subunidades y una hebra de “algo” en el medio. Helicase tiene una cadena de ADN (liberándola de la otra cadena), Rho Protein tiene ARN (eventualmente liberándola de la enzima ARN polimerasa), y la ATPasa F1 tiene una proteína “árbol de levas” que cambia la conformación de las 6 subunidades para que puedan hacer ATP desde ADP y Pi.