Biologia-celula-102

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BIOLOGÍA CELULAR88
En realidad, la disposición de las cadenas durante la
replicación es más compleja: el DNA sintetizado en la
cadena retrasada y su cadena patrón sufren un plega-
miento, de tal forma que la DNA polimerasa de la cade-
na retrasada y la DNA polimerasa de la cadena conduc-
tora se unen para formar un complejo único, para que
las proteínas de replicación puedan utilizarse conjun-
tamente en la replicación de ambas cadenas. En ese
plegamiento, el extremo 3’ (final) de un fragmento de
Okazaki queda situado cerca del punto de inicio del 
siguiente fragmento (Fig. 3.16). Hay unas proteínas es-
peciales (topoisomerasas) que evitan que el DNA se en-
rede al girar durante la replicación. La topoisomerasa I
genera una ruptura transitoria (nick) en una sola hebra,
lo que permite que ambos trozos de cada hebra (uno a
cada lado del punto de ruptura) puedan girar indepen-
dientemente. La topoisomerasa II genera una ruptura
transitoria en ambas cadenas en el punto donde se en-
trecruzan.
En las bacterias, los fragmentos de Okazaki miden de
1000 a 2000 nucleótidos, mientras que en eucariotas só-
lo miden de 100 a 200 nucleótidos. Esto puede guardar
relación con la longitud del DNA que se encuentra en
cada nucleosoma (200 pares de bases), pero es también
posible que los nucleosomas (de los que carecen las
bacterias) puedan ser una barrera para la replicación,
cuya velocidad de propagación es unas 10 veces mayor
en los procariotas (2 µm/minuto, 500 nucleótidos por
segundo) que en los eucariotas (0.2 µm/minuto, 50 nu-
cleótidos por segundo). 
EXTENSIÓN DE LA REPLICACIÓN: BURBUJAS
DE REPLICACIÓN
Si la replicación del DNA de cada cromosoma se realiza-
ra secuencialmente, comenzando en un extremo hasta
que se alcanza el otro, y teniendo en cuenta la velocidad
de propagación mencionada, cada cromosoma humano
tardaría unas 800 horas en replicarse entero. Para dismi-
nuir la duración de la replicación, ésta tiene lugar simul-
táneamente en múltiples segmentos del DNA. Cada uno
de estos segmentos se denomina replicón. El punto don-
de se inicia la replicación en cada replicación se denomi-
na origen de replicación o secuencia de replicación autó-
noma. Más que un punto es una extensión de 100 a 300 nu-
cleótidos, constituida por varias secuencias, de unos 
11 nucleótidos cada una, todas ellas muy parecidas entre
sí y algunas coincidentes.
Durante el proceso de replicación pueden distinguir-
se, con microscopía electrónica, numerosas regiones en
replicación a lo largo de las cadenas de nucleosomas.
Cada una de estas regiones se denomina burbuja de re-
plicación, y corresponde a la parte del replicón en la
que ya se han separado las dos cadenas de DNA y se
están replicando, por lo que adquieren la forma de bur-
buja (Figs. 3.14 y 3.15). Equivalen, pues, a una horquilla
de replicación.
Los replicones tienden a formar grupos denomina-
dos unidades de replicación. Cada unidad de replica-
ción consta de 20 a 80 replicones, separados cada uno
del siguiente (de centro a centro) entre 10 y 200 µm (en-
tre 30 000 y 600 000 pares de bases). Puede haber 20 000 re-
plicones en un núcleo, pero no todos los orígenes de 
replicación se activan a la vez, sino por unidades de re-
plicación y, en cada unidad de replicación, todos los re-
plicones se replican simultáneamente. Regiones del
mismo cromosoma se copian en diferentes momentos
de la fase S, de modo que a medida que unas unidades
de replicación van finalizando la replicación, se activan
otras nuevas hasta que todo el DNA se ha replicado. Se
ha sugerido que la cromatina de replicación temprana
(rica en G y C) se asocia con proteínas cromosómicas
especiales, producidas en la fase G1 del ciclo celular, y
que podrían ayudar a mantener activa la cromatina y fa-
cilitar la transcripción.
Como se ha dicho, en las burbujas u horquillas de re-
plicación una de las cadenas es copiada en progresión
continua mientras que la otra se copia en pequeños
fragmentos de Okazaki, cuyo RNA cebador es reempla-
zado por DNA del fragmento de Okazaki adyacente y
hasta que finalmente los fragmentos se unen gracias a
la DNA ligasa. Esto es lo que ocurre en los replicones.
En la Figura 3.17.A, con los números 1, 2, 3, 4 y 5 se in-
dica la secuencia de formación de los fragmentos de
Figura 3.14. Cromosomas metafásicos de Allium cepa
después de dos rondas de replicación en presencia de 5-bro-
modesoxiuridina y tinción con fluorocromo-Giemsa para la
demostración de intercambios entre cromátidas hermanas.
En las zonas oscuras, el DNA está formado por una cadena
nativa y otra bromosustituida. En las zonas pálidas las dos
cadenas de DNA están bromosustituidas. Los espacios
comprendidos entre las flechas y las cabezas de flecha se-
ñalan dos de los segmentos en los que se ha producido el
intercambio. X2500. (Cortesía de M.H. Navarrete, Centro
de Investigaciones Biológicas, CSIC, Madrid.)
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