1. Desenrollamiento de la doble hélice del ADN: La replicación comienza con el desenrollamiento de la doble hélice del ADN, que está fuertemente enrollada para caber dentro de la célula. Este desenrollamiento crea dos "burbujas de replicación", en las que el ADN desenrollado forma las horquillas de replicación en el centro.
2. Unión de la enzima helicasa: El proceso de desenrollado es facilitado por una enzima llamada helicasa. La helicasa se une al ADN en los orígenes de replicación y separa las dos hebras de la doble hélice, rompiendo los enlaces de hidrógeno entre nucleótidos complementarios.
3. Estabilización del ADN desenrollado: A medida que la doble hélice del ADN se desenrolla, unas proteínas llamadas proteínas de unión al ADN monocatenarias (SSB, por sus siglas en inglés) se unen a las hebras separadas para evitar que se vuelvan a hibridar. Estos SSB estabilizan el ADN desenrollado y ayudan a mantener la horquilla de replicación.
4. Formación del complejo de replicación: En cada bifurcación de replicación se forma un complejo de replicación. Este complejo incluye múltiples proteínas y enzimas, incluida la ADN polimerasa (la enzima que sintetiza nuevas cadenas de ADN), primasa (una enzima que sintetiza cebadores de ARN cortos) y factores auxiliares involucrados en la corrección y el mantenimiento de la estructura de la horquilla de replicación.
5. Síntesis de cebadores de ARN: La ADN polimerasa, que sólo puede extender las cadenas de ADN existentes, requiere un punto de partida para la síntesis de ADN. La primasa sintetiza cebadores de ARN cortos complementarios a las cadenas de ADN molde. Estos cebadores proporcionan un extremo 3' libre para que la ADN polimerasa se una y comience la síntesis de ADN.
6. Síntesis de ADN mediante ADN polimerasa: La ADN polimerasa se une a los cebadores de ARN y comienza a sintetizar nuevas cadenas de ADN agregando nucleótidos que son complementarios a la cadena plantilla. Los nucleótidos están unidos entre sí mediante enlaces fosfodiéster, extendiendo las cadenas de ADN en crecimiento en la dirección 5' a 3'.
7. Revisión y corrección: A medida que la ADN polimerasa sintetiza nuevas cadenas de ADN, también corrige los nucleótidos recién agregados para garantizar la precisión. Si se incorpora un nucleótido nuevo, la ADN polimerasa puede eliminarlo y reemplazarlo con el nucleótido correcto. Este mecanismo de corrección ayuda a mantener la fidelidad de la replicación del ADN.
El proceso de replicación continúa bidireccionalmente desde cada origen de replicación, con las dos bifurcaciones de replicación moviéndose en direcciones opuestas hasta que se replica todo el genoma. Una vez que se completa la replicación, los cebadores de ARN se eliminan y la ADN polimerasa llena los espacios que dejaron. Los extremos de las cadenas de ADN recién sintetizadas se sellan mediante una enzima llamada ADN ligasa, completando el proceso de replicación del ADN.
