Replicación Del ADN

Introducción

El proceso de replicación permite al ADN formar copias exactamente iguales de si mismo es como una clonación de moléculas únicas de ADN se obtienen una o dos iguales mediante este proceso de replicación. La duplicación se produce mediante un mecanismo que es semiconservativo lo que significa que cuando las dos cadenas que complementan el ADN se separan sirven como base para la formación de una nueva cadena complementaria de la cadena o hebra que se esta usando como base. Cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas originales.

Debido a la complementación entre las bases que forman la secuencia de cada una de las cadenas el ADN la propiedad de reproducirse idénticamente a si mismo esto permite la transmisión de información genética entre la célula madre y las células hijas esto es la base de la herencia del material genético.

Las moléculas de ADN se abren debido a la ruptura de puentes de hidrogeno entre bases complementarias liberando dos hebras, la ADN polimeraza esta encargada de sintetizar la mitad complementaria y de agregar nucleótidos con esto se logra que cada nueva molécula sea idéntica a la molécula original del ADN.

Las proteínas iniciadoras reconocen las secuencias de nucleótidos pero son secuencias especificas ocurren en puntos específicos para la replicación de ADN lo que facilita la fijación de otras proteínas que permiten la separación de dos hebras de ADN formándose una orquilla de replicación, muchas enzimas y proteínas intervienen en este proceso y forman el complejo de replicación o también llamado replisoma. Las proteínas y enzimas que participan en este proceso son homologas en eucariotas y arqueas pero no en las bacterias.

En la replicación el ADN produce una copia de si mismo por medio de enzimas que son muy exactas y tienen un sistema de reparación de errores este proceso es en esencia el mismo en todas las células.

El principio semiconservativo en la replicación del ADN lo descubrieron dos biólogos moleculares llamados Matthew Stanley Meselson y Frank Stahl .

En el año de 1949 Erwin Chargaff investigo acerca del contenido de las bases de ADN y encontró que el ADN contenía cuatro diferentes nucleótidos (azúcar pentosa desoxirribosa, un fosfato y una base nitrogenada). Dos de ellos tienen bases púricas, adenina A y guanina C estas poseen un anillos doble y las otras dos tienen ases piramídicas, timina T y citosina C y estas solo tienen un anillos.

Los nucleótidos forman el esqueleto del azúcar-fosfato y se unen mediante enlaces covalentes. En la química de los acidos nucleicos los carbonos individuales de cada azúcar y cada base también se numera.

Los carbonos de las bases son designados mediante números y los carbonos de los azúcares se diferencian de los de las bases usando los símbolos prima.

Cada especie tiene diferente porcentaje de nucleótidos pero en cada una de ella el ADN tiene la constancia que se requiere de material genético, por lo tanto todos los miembros de una misma especie poseen la misma composición de bases pero el porcentaje de A siempre es igual que el de T y el de G el mismo que el de C estas son las reglas de Chargaff

La cantidad de A,T,G y C en el ADN varian de una especie a otra

Pero en todas las especies siempre hayaremos la misma cantidad de A equivalente a la cantidad de T y de G será igual a la cantidad de C.

Estos datos indican que A siempre va a estar apareada con T y G con C harán lo mismo, esta información fue proporcionada por Chargff pero se ha descubiero que las bases apareadas pueden seguir cualquier orden por lo tanto lo que declara Chargff no es totalmente cierto.

En la década de los 50´s mas específicamente entre los años de 1951 a 1953 una científica británica de nombre Rosalinda Franklin ella realizo estudios de difracción de rayos X en los cristales con ADN purificado. Su objetivo era poder determinar la estructura de una molécula pero en 3D para que de esta forma se pudieran calcular con mayor precisión las distancias entre los átomos de una molécula dispuestos en una estructura cristalina.

El patrón de rayos X mostro que el ADN tiene un patrón de hélice y que la forma helicoidal está indicada debido al patrón cruzado lo que forma una X mediante un análisis matemático de patrones y distancias entre manchas es posible determinar la distancia que existe entre atamos y también la orientación que tienen estos dentro de las moléculas.

Otros dos personajes importantes en el ADN son Watson y Crick analizaron la estructura del ADN para ese entonces Rosalinda Franklin ya había logrado obtener las películas cristalográficas del ADN las cuales demostraban la estructura helicoidal del ADN y también ella había deducido que las bases nucleotidas se apilan como lo hacen los escalones de una escalera.

Watson y Crick partieron de las investigaciones de Rosalinda y asi fue como construyeron modelos de los componentes de ADN y los ensamblaron para que concordaran con la distancia que existe entre cada átomo después de varios intentos lograron fabricar un modelo que se ajustaba con todos los datos experimentales que se tenían en aquella época.

Las cadenas nucleotidas se ajustaban a dimensiones de los datos de los rayos X solo si cada molecula de ADN estaba conformadas por una doble hélice enrollada por esto se propuso que el ADN se compone de dos cadenas polinucleotidas entrelazadas que forman una doble hélice.

En el modelo de Watson y Crick los esqueletos tanto de azúcar como de fosfato de las cadenas constituyen la parte externa de la hélice, las bases que pertenecen a las cadenas se asocian en parejas a lo largo del eje central de la hélice.

Las dos cadenas deben estar dispuestas en sentidos opuestos por lo tanto cada extremo de la doble hélice deberá de tener un fosfato 5´ expuesto en una cadena y un grupo hidroxilo 3´ (-OH) expuesto en la otra.

El modelo de Watson y Crick tiene relación con la información química del ADN y con los datos de difracción de rayos X indica que la doble hélice tiene una anchura precisa y constante y este acuerdo estaba acorde a las reglas de Chargff ya que cada pirimida tiene un solo anillo de atomos en contraste cada purina tienen dos anillos.

Se forman dos puentes de hidrogeno entre adenina y timina y tres entre guanosina y citosina. La cantidad de citosina debe ser de igual a la cantidad de guanina emparejada en la otra cadena y cada adenina en la primera cadena debe tener una timina en

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