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Para que el ADN pueda duplicarse, debe desenrollarse y separar sus dos cadenas complementarias como si fuera un cierre que se abre, a esta zona se le conoce como horquilla de replicación⁴, en ella un complejo multienzimático que contiene ADN polimerasa sintetiza el ADN de dos hélices hijas. La horquilla de replicación tiene la propiedad se abrirse hacia ambos lados, por lo tanto la replicación es bidireccional.³ (Figura 2).

Las posiciones por las que se abre en primer lugar la hélice de ADN se denominan orígenes de replicación. Los orígenes de replicación se encuentran en regiones de ADN enriquecidas en pares T=A, ya que estos tienen menor número de enlaces de hidrógeno. El ADN de células eucariotas tiene varios orígenes de replicación.⁵

Figura 2. Procesos que ocurren dentro de la horquilla de replicación para que el ADN polimerasa pueda realizar su función. Se señala el cebador, los fragmentos de okazaki, cadena continua y cadena retardada.

Así como se a señalado en los vídeos de apoyo proporcionados en la primera página de la unidad de Replicación existen varias encimas encargadas del proceso de replicación. 

La apertura de la doble hélice del ADN es gracias a una enzima llamada ADN helicasa y proteínas de unión de ADN de cadena sencilla. Antes de que actúen, la enzima topoisomerasa ADN girasa alivia el estrés causado por la torsión, cortando enlaces fosfodiéster en sitios al azar, además evita que se enrolle de nuevo.3

 Después de esto la ADN helicasa se une al ADN y se desliza por toda la hélice rompiendo los dobles enlaces y separándola. Mientras la ADN helicasa actúa, las proteínas de unión de ADN de cadena sencilla recubren las regiones de ADN de cadena sencilla de la cadena retrasada evitando la formación de cortas hélices y estabilizando la cadena.⁶ (Figura 3).

Figura 3. Acción de la helicasa, ssb: proteínas de unión de ADN de cadena sencilla.

El ADN se caracteriza por tener orientación antiparalela, éste mecanismo requeriría que una de las cadenas hijas creciera en sentido 5’ a 3’ y la otra en sentido 3’ a 5’. Las ADN polimerasas, o sea las enzimas que sintetizan el ADN, solo pueden agregar  nucleótidos al extremo 3’ de la cadena proliferativa (no al 5’), entonces, ¿cómo puede producirse la síntesis en ambas cadenas de la horquilla de manera simultánea? La cadena que va en dirección 5’ a 3’ deberé producirse de manera opuesta al desenrollamiento, es decir, la ADN polimerasa deberá esperar a que la cadena se desenrolle cierto espacio para poder colocar el nucleótido, quedando de ésta manera pequeños fragmentos de ADN, los cuales reciben el nombre de fragmentos de Okazaki. ³ (Figura 2).

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