jueves, 12 de enero de 2017

La replicación del ADN

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual a partir de una molécula de ADN progenitora se sintetizan dos moléculas hijas con la misma secuencia de ADN que el original. Tiene lugar en la fase S del ciclo celular y es necesario para que se lleve a cambio la división celular.
1.Hipótesis sobre la replicación del ADN.

  • Hipótesis conservativa.
Cada hebra de la molécula de ADN original sirve como molde para sintetizar una hebra hija complementaria.Estas dos hebras se unen entre si y forman una molécula nueva y otra original.
  • Hipótesis dispersiva.
La molécula de ADN original se fragmenta, cada fragmento se replica y luego se unen formando dos moléculas de ADN que tendrán fragmentos nuevos y otros procedentes de la molécula original.
  • Hipótesis semiconservativa.
Las cadenas de ADN  se separan, y cada una sirve de molde para una nueva. Cada molécula resultante contiene una hebra original y otra de nueva síntesis
2. La replicación en procariotas.
  • Inicio de la replicación.
Comienza en una zona donde hay una secuencia de nucleótidos conocida como origen de la replicación.En ese punto las dos hebras se separan y se copian las hebras a la vez en ambos sentidos, bidireccional. El problema de esto es que una de las hebras va de 5'➝ 3' y la otra de 3'➝5', es decir, son antiparalelas. Para comenzar se necesita una pequeña cadena de ARN, el cebador. El cebador es sintetizado por la ARN- primasa. En el caso de la cadena retardada (la cadena de 5'➝3')se necesita un cebador para cada fragmento de Okazaki. En el caso de la cadena adelantada  (la cadena de 3'➝5')  solo se necesita un cebador, al principio de la cadena.
  • Separación de las cadenas.
El enzima Helicasa rompe los puntes de Hidrógeno que mantienen unidas las bases complementarias. Los Topoisomerasas  se encargan de desenrollar la doble hélice.
  • Mantenimiento de la separación de las cadenas.
Una vez separadas, se mantienen abiertas gracias a la acción de unas proteínas, las SSB y las RPA (en eucariotas), que se unen a las hebras individuales.
  • Formación de nuevas hebras.
Los ADN-polimerasas van añadiendo nucleótidos. La zona donde tiene lugar la replicación se llama  burbuja de replicación  y en los extremos de esta se observa como una especie de Y llamada horquilla de replicación.

La ADN polimerasa solo puede sintetizar en sentido 5'➝3', esto provoca que en la replicación se de una cadena adelantada donde la replicación es continua y comienza a partir de un fragmento necesario de la cadena( el cebador), y otra  cadena retardada ( donde la replicación es discontinua.

El la cadena retardada la replicación se da mediante los fragmentos de Okazaki, del siguiente modo:
    • Síntesis del cebador y elongación.
Para comenzar la replicación es necesario un fragmento de la cadena, el cebador (formado por un molde y un oligonucleótido).En este caso, para cada fragmento de Okazaki se genera un cebador. Sintetizado por la ARN-polimerasa o la primasa.
Este proporciona el grupo 3'-OH libre necesario para la ADN-polimerasa III  necesita para sintetizar el fragmento de Okazaki, este continúa hasta que alcanza el ARN cebador del siguiente fragmento(sintetizado previamente. En este punto para y abandona el ADN.
    • Eliminación del cebador y relleno del hueco.
La ADN-polimerasa I  usa sus dos capacidades: completa el fragmento de Okazaki a la vez que elimina el ARN cebador y lo sustituye por nucleótidos de ADN.
    • Ligación.
El enzima ADN-polimerasa  no puede enlazar los fragmentos de Okazaki, de esto se encarga la ADN-ligasa  que une los fragmentos mediante un enlace fosfodiéster (consumiendo energía)

3. La replicación en eucariotas.
 Es muy parecida a la de eucariotas pero se diferencia en:
  • Los cromosomas de las células eucariotas contienen moléculas muy largas de ADN y por ello la replicación se inicia en varios puntos a la vez, puntos de la cadena llamados replicones.

  • Hay cinco tipos de ADN-polimerasas.

  • En los cromosomas el ADN se encuentra asociado a histonas, si el ADN se duplica, las histonas también.

  • El proceso de replicación se va completando hasta llegar al extremo del cromosoma, el telómero.Cuando se elimina el último cebador de la cadena retardada, ésta queda incompleta. La ADN-polimerasa  no puede llenar el hueco, es incapaz de sintetizar en dirección 3'➝5'. Esto hace que le telómero se vaya acortando un poco cada vez que la célula se divide, esto está asociado a los procesos de envejecimiento y muerte celular.
https://www.youtube.com/watch?v=0mcewnaqhUA

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