REPLICACION

REPLICACION

Etapa donde ocurre la replicación del ADN

La replicación del ADN es la duplicación del ADN y ocurre luego de la interfase, similar a los procesos del ciclo celular.

Tipos de replicación

Han existido 3 teorías de la replicación del ADN:

- Conservadora, en la que se sintetiza una molécula completamente nueva y otra que resulta ser una copia igual a la primera original.

- Dispersora o dispersante, es cuando la cadena hija tiene fragmentos de la cadena original y también posee fragmentos nuevos.

- Semiconservativa, es la que se acepta hoy como la correcta, y es el proceso que resulta en una hebra de la cadena original y otra hebra nueva.

Para fundamentar la teoría de la replicación semiconservativa, Meselson y Stahl en el año 1958 condujeron un experimento.

Usaron como base a una bacteria Escherichia coli que la hicieron crecer durante 14 generaciones sucesivas en un medio que contenía como única fuente al Nitrógeno15 (N15). Durante 14 generaciones las bases nitrogenadas del ADN de la bacteria, se habían sintetizado con N15. Luego, comprobaron poder distinguir entre el ADN que se replicaba con bases nitrogenadas de nitrogeno 14, el "normal", y el que habían crecido durante 14 generaciones con N15. Esto se pudo lograr a través de la extracción de ADN de cada bacteria y lacentrifugación de las moléculas, lo cual resultó demostrando que el ADN de la bacteria sometida a N15 tenían mayor densidad a las moleculas de ADN normales.

A continuación, sometieron a las bacterias de ADN con N15, a un medio de cultivo de N14, y a cada generación tamaban muestras del ADN y las centrifugaban en gradiente de densidad de CsCl.

Elementos necesarios de la replicación del ADN

Esquema representativo de la replicación del ADN.

Artículo principal: Replicación de ADN.

La replicación del ADN es el proceso por el cual se obtienen copias o réplicas idénticas de una molécula de ADN. La replicación es fundamental para la transferencia de la información genética de una generación a la siguiente y, por ende, es la base de la herencia. El mecanismo consiste esencialmente en la separación de las dos hebras de la doble hélice, las cuales sirven de molde para la posterior síntesis de cadenas complementarias a cada una de ellas, que llevará por nombre ARNm. El resultado final son dos moléculas idénticas a la original. Este tipo de replicación se denomina semiconservativa debido a que cada una de las dos moléculas resultantes de la duplicación presenta una cadena procedente de la molécula "madre" y otra recién sintetizada.

[editar] Interacciones ADN-proteína

Todas las funciones del ADN dependen de sus interacciones con proteínas. Estas interacciones pueden ser inespecíficas, o bien la proteína puede unirse de forma específica a una única secuencia de ADN. También pueden unirse enzimas, entre las cuales son particularmente importantes las polimerasas, que copian las secuencia de bases del ADN durante la transcripción y la replicación.

Proteínas que unen ADN

Interacciones inespecíficas

Interacción de ADN con histonas (en blanco, arriba). Los aminoácidos básicos de estas proteínas (abajo a la izquierda, en azul) se unen a los grupos ácidos de los fosfatos del ADN (abajo a la derecha, en rojo).

Las proteínas estructurales que se unen al ADN son ejemplos bien conocidos de interacciones inespecíficas ADN-proteínas. En los cromosomas, el ADN se encuentra formando complejos con proteínas estructurales. Estas proteínas organizan el ADN en una estructura compacta denominada cromatina. En eucariotas esta estructura implica la unión del ADN a un complejo formado por pequeñas proteínas básicas denominadas histonas, mientras que en procariotas están involucradas una gran variedad de proteínas.82 83 Las histonas forman un complejo de forma cilíndrica denominado nucleosoma, en torno al cual se enrollan casi dos vueltas de ADN de doble hélice. Estas interacciones inespecíficas quedan determinadas por la existencia de residuos básicos en las histonas, que forman enlaces iónicos con el esqueleto de azúcar-fosfato del ADN y, por tanto, son en gran parte independientes de la secuencia de bases.84 Estos aminoácidos básicos experimentan modificaciones químicas de metilación, fosforilación y acetilación,85 que alteran la fuerza de la interacción entre el ADN y las histonas, haciendo al ADN más o menos accesible a los factores de transcripción y por tanto modificando la tasa de transcripción.86

Otras proteínas que se unen a ADN de manera inespecífica en la cromatina incluyen las proteínas del grupo de alta movilidad (HMG, High Mobility Group) que se unen a ADN plegado o distorsionado.87 Estas proteínas son importantes durante el plegamiento de los nucleosomas, organizándolos en estructuras más complejas para constituir los cromosomas88 durante el proceso de condensación cromosómica. Se ha propuesto que en este proceso también intervendrían otras proteínas, formando una especie de "andamio" sobre el cual se organiza la cromatina; los principales componentes de esta estructura serían la enzima topoisomerasa II α (topoIIalpha) y la condensina 13S.89 Sin embargo, el papel estructural de la topoIIalpha en la organización de los cromosomas aún es discutido, ya que otros grupos argumentan que esta enzima se intercambia rápidamente tanto en los brazos cromosómicos como en los cinetocoros durante la mitosis.90

[editar] Interacciones específicas

Un grupo bien definido de proteínas que unen ADN es el conformado por las proteínas que se unen específicamente a ADN monocatenario o ADN de hebra sencilla (ssDNA). En humanos, la proteína A de replicación es la mejor conocida de su familia y actúa en procesos en los que la doble hélice se separa, como la replicación del ADN, la recombinación o la reparación del ADN.91 Estas proteínas parecen estabilizar el ADN monocatenario, protegiéndolo para evitar que forme mestructuras de tallo-lazo (stem-loop) o que sea degradado por nucleasas.

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