Fragmento de Okazaki
Para poder entender la importancia de los fragmentos de Okazaki se necesitan ciertos conocimientos fundamentales sobre la replicación del ADN. Cuando una célula recibe las señales internas o externas de que ha de multiplicarse una de las primeras cosas que ha de hacer es copiar su material genético, ese fenómeno es conocido como el proceso de replicación del ADN. En procariotas es más sencillo, debido a las características propias del genoma de procariotas.
En eucariotas es un proceso complejo en el que intervienen una serie de enzimas muy específicos. En dicho proceso eucariota la enzima helicasa rompe los puentes de hidrogeno de las hebras de ADN que se abren como una cremallera en una dirección. Esa dirección coincide con el sentido 5’ -> 3’ de una de las dos cadenas de ADN y el sentido 3’ ->5’ de otra. Una ARN primasa sintetiza un cebador necesario para que se lleva a cabo la fase de elongación de la replicación. La replicación propiamente dicha se lleva a cabo por la familia de enzimas de las ADN polimerasas, que copian una de las dos hebras del ADN.
La ADN polimerasa III, abreviada como ADN pol III, la especializada en la elongación de la nueva cadena tiene una actividad polimerasa 5’ -> 3’. Es decir, la ADN pol III incorpora bases nitrogenadas (adeninas, guaninas, citosinas o timinas) en el sentido 5’ -> 3’ de la cadena del nuevo ADN, puesto que necesita el grupo -OH, situado en la posición 3’ para poder realizar el enlace del extremo 5’ de la base nueva que se incorporará en la nueva hebra. Por eso necesita el cebador de ARN con un extremo 3’ para empezar a añadir bases nuevas. La hebra que actúa como molde para la nueva hebra se llama hebra molde o hebra negativa o lider. Es entonces cuando surge un problema, cuando se desenrolla y se abre una hebra de ADN tenemos una hebra que va en sentido 5’->3’ y otra que va en sentido 3` -> 5’. Como hemos dicho la ADN pol III solo puede incorporar bases nuevas en sentido 5’ -> 3’, entonces ¿Qué pasa con la hebra que queda abierta en sentido 3’ -> 5’?
Esta cadena en sentido 3’ -> 5’ tiene muchos inconvenientes. Para empezar el ADN de cadena sencilla es muy peligroso y puede reconocerse erróneamente como un ADN extraño e intentar degradarlo, por eso cuando la helicasa separa ambas cadenas se unen a la cadena sencilla un número muy elevado de unas pequeñas proteínas llamadas proteínas SSB (del inglés single strand binding protein) que impiden la acción de enzimas degradativos e impidiendo que las bases de la hebra sencilla de ADN se unan con bases de su misma hebra. Además para evitar que la hebra de ADN se enrolle, favoreciendo esas uniones también actúan las enzimas topoisomerasas.
Una imagen es indispensable para entender la formación de los fragmentos de Okazaki. Así se entiende mucho mejor los sentidos y las hebras que se copian.
Esta hebra que está abierta también pero en la que la ADN pol III no actúa incorpora igual que la hebra 5’ -> 3’, cebadores de ARN. La elongación de esta cadena es más complicada puesto que se hace a trocitos más pequeños que su cadena complementaria. La ADN polimerasa ? (delta) es la encargada de añadir bases nitrogenadas nuevas a los cebadores de esta cadena en sentido. Son estos pequeños fragmentos de ADN que se van formando en dirección 5’ -> 3’ en la hebra que copia la hebra 5’ -> 3’ a los que se llaman fragmentos de Okazaki.