En el presente documento se explica con extremo detalle el proceso que sigue el ADN a la hora de la replicación, donde se desarrolla la intervención de muchas de las moléculas y proteínas responsables de ello como la helicasa, topoisomerasas, la ADN polimerasa III, ADN polimerasa I, primer, etc...
1. Material genético en procariotas y eucariotas.
En las células procariotas:
- No presenta núcleo y el ADN no está asociado a ninguna otra molécula.
- Casi todo el ADN sirve como información para la síntesis proteica.
- El gen codificador de cada proteína se compone de una secuencia continua de nucleótidos.
En las células eucariotas:
- El ADN está contenido en el núcleo y está asociado a histonas.
- Solo un 10% se emplea para codificar proteínas y es altamente repetitivo.
- Las secuencias nucleotídicas que codifican para proteínas no suelen ser continuas, existen
secuencias no codificadoras intercaladas (intrones) entre las secuencias que si codifican (exones)
2. Replicación del ADN
La replicación es un proceso mediante el cual se producen dos copias idénticas de la hebra
de ADN original. Este proceso comienza en las zonas donde existe un código de comienzo.
Para la replicación, es necesaria la separación de ambas hebras complementarias con la
intervención de una enzima helicasa. Esa desespiralización genera tensiones en la cadena
nucleotídica, que son eliminadas con la acción de las topoisomerasas. Una vez separadas las
hebras, estas se mantienen así gracias a las proteínas SSB.
A continuación, la ADN polimerasa III, comienza con la replicación de las hebras,
denominadas hebras moldes. Esta enzima recorre una hebra molde en el sentido 3’ → 5’,
formando la nueva hebra en el sentido 5’ → 3’. Utiliza nucleótidos trifosfato que se van
uniendo según su base a su base complementaria, utilizando la energía liberada en la
separación de los grupos fosfato, pero no puede empezar a sintetizar la nueva hebra de la
nada, necesita un pequeño fragmento de ARN con el que empieza la síntesis. Este pequeño
fragmento se le conoce como ARN cebador o primer. Este es sintetizado por la enzima
primasa.
Con la separación de las hebras, se forma la horquilla de replicación en cada extremo
de la burbuja de replicación, pues el proceso es bidireccional. Como antes se menciona, la
enzima ADN polimerasa III recorre la hebra en sentido 3’ → 5’ de una manera continua,
partiendo del ARN cebador. No obstante, la hebra complementaria sigue el sentido contrario
y por tano se requiere de un proceso relativamente diferente. La síntesis de esta es discontinua
y se produce en segmentos separados. Estos se conocen como fragmentos de Okazaki, y
requieren de ARN cebador para iniciar la síntesis de cada fragmento. Posteriormente, las
enzimas ligasas se encargan de unir los fragmentos de Okazaki tras la eliminación de los
ARN cebadores gracias a la enzima ADN polimerasa I. Asimismo, se desata un proceso de
corrección de posibles errores cometidos por la ADN polimerasa III (que en ocasiones une
bases erróneamente) mediante la acción de las enzimas nucleasas.
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