Unidad 1, Clase 3: Replicación del ADN
Autor: Camilo Meza Gaete
Contacto: camilo.meza.g@member.fsf.org
¿Cómo se replica el ADN?
La transmisión de información implica que el ADN es capaz de duplicarse de manera de obtener dos moléculas iguales a partir de la molécula inicial. Este proceso se llama replicación
Modelo de replicación conservativo:
Modelo de replicación dispersiva:
Modelo de replicación semiconservativa:
Luego del descubrimiento de la estructura del ADN, en 1957, dos biólogos moleculares americanos, Matthew Stanley Meselson y Frank Stahl demostraron que este se replica de una manera semiconservativa, es decir que la nueva cadena se sintetiza utilizando una de las hebras preexistentes como molde. Las moléculas de ADN “hijas” están formadas por una cadena nueva y una original que sirve como molde.
Mecanismo de replicación
En la replicación participan varias enzimas. Para que esto ocurra, la célula debe “abrir” la doble cadena de ADN en una secuencia específica denominada origen de replicación (en bacterias) o secuencia de replicación autónoma (en eucariotas) y copiar cada cadena.
Topoisomerasa:
Las topoisomerasas: Son enzimas capaces de actuar sobre la topología del ADN, ya sea enredándolo para permitir que se almacene de manera más compacta o desenredándolo para que controle la síntesis de proteínas y para facilitar la replicación del mismo. Estas enzimas son necesarias debido a los inherentes problemas causados por la configuración estructural del ADN.
Helicasa:
La helicasa es una enzima vital en los seres vivos ya que participa en los procesos de transcripción, recombinación y reparación del ADN, y de biogénesis de ribosomas. Su misión es romper los puentes de hidrógeno que unen las bases nitrogenadas, haciendo así posible que otras enzimas puedan copiar la secuencia de la hebra molde.
ADNPolimerasa:
Sintetiza una nueva cadena de ADN. Para esto utilizan como molde una de las hebras y un segmento corto de ADN, al que se le agregan los nuevos nucleótidos.
La doble hélice se forma por cadenas orientadas en direcciones opuestas o antiparalelas. La ADN polimerasa agrega nucleótidos al extremo 3’ de la cadena en crecimiento.
La ADN polimerasa copia la cadena molde con alta fidelidad. Sin embargo, introduce en promedio un error cada 10⁷ nucleótidos incorporados. Tiene, además, la capacidad de corregir sus propios errores, ya que puede degradar ADN que acaba de sintetizar.
Replisoma:
Se denomina replisoma al conjunto de enzimas que están involucradas en la actividad replicativa del ADN.
Otras enzimas que participan en este proceso son: la ADN ligasa (que une extremos 5’ con 3’ que hayan quedado luego de la síntesis) y las proteínas de unión al ADN (facilitan la apertura de la doble hebra).
Fragmentos de Okazaki:
Durante la replicación de ADN, se conocen como fragmentos de Okazaki a las cadenas cortas de ADN recién sintetizadas en la hebra discontinua. Éstos se sintetizan en dirección 5’→ 3’ a partir de cebadores de ARN que después son eliminados. Los fragmentos de Okazaki se unen entre sí mediante la ADN ligasa completando la nueva cadena.
