La replicación del ADN

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Introducción:

Una de las características más notables del ADN es su capacidad de replicarse; En otras palabras, tiene la capacidad de formar clones de sí mismo. La replicación tiene lugar durante la fase de síntesis (S) del ciclo celular. Este paso es necesario para lograr la división celular. Por tanto, está establecido que la información genética se transmite de una célula a otra mediante el proceso de replicación del ADN.

El propósito de la replicación es preservar la información genética. Representar la estructura del ADN como una doble hélice permite comprender cómo dicha molécula puede crear otras moléculas idénticas sin perder su estructura. En principio, es necesario separar las dos cadenas, luego, bajo la influencia de enzimas, añadir desoxirribonucleótidos y, dependiendo de la complementariedad de las bases, crear ADN a partir de las dos cadenas molde originales.

Cuerpo:

La replicación es el proceso de creación o duplicación de una copia exacta del ADN de las células durante el proceso de la división celular de la cual se obtiene como resultado dos células hijas las cuales deben contener un juego completo de cromosomas

• Replicación semiconservativa

La replicación del ADN es semiconservadora, lo que significa que cada hebra de ADN se utiliza como plantilla para sintetizar una nueva hebra complementaria. Durante la replicación semiconservadora, las dos cadenas de ADN se separan y cada una sirve como molde para sintetizar una nueva cadena complementaria, todo con la ayuda de una enzima polimerasa, creando cada molécula de ADN resultante que consta de una cadena original y una cadena recién sintetizada.

• Replicación bidireccional y horquillas de replicación

Durante la replicación bidireccional del ADN, el punto específico también se conoce como origen donde la molécula de ADN se mueve en ambas direcciones. Durante este proceso de replicación se forman dos horquillas de replicación, también conocidas como puntos de crecimiento, este es el punto donde ocurre la replicación y tienen forma de Y, moviéndose en direcciones opuestas a lo largo de la molécula de ADN.

• Dirección de la replicación

La dirección de replicación del ADN se refiere a la dirección en la que se sintetizan nuevas cadenas de ADN. La replicación del ADN siempre ocurre en la dirección 5' a 3'. Esto significa que siempre se añaden nuevas bases de nucleótidos al extremo 3' de la nueva cadena en crecimiento.

• Enzimas que participan en la replicación

Las enzimas involucradas en la replicación del ADN son esenciales para este proceso porque catalizan pasos muy importantes. Estas enzimas trabajan juntas para garantizar una replicación completa y adecuada del ADN.

ADN polimerasa: Esta enzima es responsable de la síntesis de ADN. Agrega cada nucleótido a la cadena de ADN en crecimiento, incorporando solo nucleótidos adicionales en un molde. Siempre necesita un molde y solo puede agregar nucleótidos al extremo 3' de la cadena de ADN.

ADN helicasa: Esta enzima despliega y separa la doble cadena de ADN a medida que se mueve a lo largo de la molécula.

ADN primasa: Esta enzima sintetiza un cebador o iniciador, que es un corto segmento de ARN que actúa como punto de partida para la ADN polimerasa.

ADN ligasa: Esta enzima une los fragmentos de Okazaki en la cadena rezagada para formar una cadena continua.

Topoisomerasa: Esta enzima alivia la tensión en la doble hélice del ADN que se produce durante su desenrollamiento.

• Mecanismo de la replicación en la hebra líder y en la hebra rezagada. Inicio, elongación y terminación

 En la cadena líder, la replicación es continua y se produce en la misma dirección que la horquilla de replicación. La ADN polimerasa puede añadir nucleótidos al extremo 3' de la cadena líder de manera continua a medida que se desenrolla el ADN.

 En la cadena rezagada, la replicación es discontinua y ocurre en dirección opuesta a la horquilla de replicación. La ADN polimerasa sintetiza pequeños fragmentos de ADN llamados fragmentos de Okazaki en dirección 5' a 3'. Luego, otra enzima llamada ADN ligasa une estos fragmentos para formar una cadena completa.

El mecanismo de la replicación del ADN se puede dividir en tres fases: inicio, elongación y terminación:

Inicio: Se forma una horquilla o burbuja de replicación por acción de la topoisomerasa y la helicasa. Se sintetizan cebadores de ARN por acción de la primasa, uno en cada cadena.

Elongación: Se añaden nucleótidos al extremo 3’ del cebador por acción de la polimerasa, formando una cadena nueva complementaria a cada molde. En la cadena líder, se produce una síntesis continua. En la cadena rezagada, se producen fragmentos discontinuos.

Terminación: Se eliminan los cebadores de ARN y se sustituyen por ADN por acción de otra polimerasa. Se unen los fragmentos de Okazaki por acción de la ligasa. Se forman dos moléculas hijas idénticas a la molécula original.

• Transposones y transposición

Los transposones, o elementos transponibles, son secuencias de ADN que pueden moverse espontáneamente a diferentes partes del genoma de una célula, fenómeno conocido como translocación. Durante este proceso pueden ocurrir mutaciones y cambios en la cantidad y estructura del ADN en el genoma.

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