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El proceso de replicación del ADN, donde se describe cómo se sintetiza una nueva copia a partir de una molécula original. Se detalla el mecanismo semiconservador, las enzimas implicadas y diferentes modelos propuestos. Además, se aborda la replicación del ADN mitocondrial y los problemas que surgen al replicar los telomeros.
Tipo: Monografías, Ensayos
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El proceso de replicación del ADN es el mecanismo por el cual el ADN se replica a sí mismo (es decir, sintetiza la misma copia). De esta forma, se obtienen dos o más "clones" del primero a partir de una única molécula de ADN. Esta repetición de material genético se produce según un mecanismo semiconservador, lo que indica que las dos hebras complementarias del ADN original sirven respectivamente como plantillas para la síntesis de la nueva hebra complementaria de la hebra plantilla cuando se separan. Cada nueva doble hélice contiene una hebra de ADN original. Debido a la complementariedad entre las bases que componen la secuencia de cada hebra, el ADN tiene las características importantes de la misma replicación, lo que permite que la información genética pase de la célula madre a la célula hija, y es la base del ADN. Herencia de material genético. Al romper el enlace de hidrógeno entre las bases complementarias, liberando las dos hebras, la molécula de ADN se abre como una cremallera y el ADN polimerasa sintetiza la mitad complementaria añadiendo nucleótidos dispersos en el núcleo. De esta manera, cada nueva molécula es igual que la molécula de ADN original. La replicación comienza en un punto determinado: el origen de la replicación. La proteína de partida reconoce secuencias de nucleótidos específicas en estos
puntos y promueve la conexión de otras proteínas, permitiendo que las dos cadenas de ADN se separen y formen una bifurcación de replicación. El mecanismo molecular de replicación involucra una gran cantidad de enzimas y proteínas, formando un llamado complejo de replicación o replicador. Estas proteínas y enzimas son homólogas en eucariotas y arqueas, pero son diferentes en bacterias. La replicación del ADN produce copias de sí mismo a través de enzimas que, además de ser muy precisas, también cuentan con un sistema de reparación de errores. En todas las unidades, el mecanismo de replicación es básicamente el mismo. Después de descubrir la estructura del ADN, en 1953, dos biólogos moleculares estadounidenses Matthew Stanley Meselson y Frank Stahl demostraron que el ADN se replica de forma semiconservadora, es decir, se sintetiza una nueva hebra utilizando una hebra preexistente como plantilla. La molécula de ADN "hija" consta de una nueva hebra y una hebra original que sirven como plantilla.
en la replicación del ADN intervienen las enzimas. Algunas de estas son las siguientes: Helicasas: son enzimas que rompen los puentes de hidrógeno que mantienen unidas las dos cadenas de la doble hélice. Entre las helicasas de E. coli se encuentran las proteínas Dna B y Rep. La proteína Rep parece ayudar a desenrollar la doble hélice por delante de la polimerasa. La proteína SSB: se une al ADN de hélice sencilla y lo estabiliza retrasando la regeneración de la doble hélice. La acción de las Helicasas durante la replicación genera retorcimientos que deben ser eliminados. El ADN circular puede sufrir enrollamientos y retorcimientos, dichos superenrollamientos se generan y eliminan por enzimas denominadas Topoisomerasas. Topoisomerasas: pueden producir o eliminar nudos o enlaces en una hélice. existen toposiomerasas de la clase I que cortan solamente una de las dos hélices y anteriormente dichas de la clase II que cortan ambas cadenas. En E. coli, las enzimas Topi I i Topo III pertenecen a la clase I, mientras que la la Girasa es de la clase II. Cuando se separan las dos hélices durante el avance de la horquilla de replicación se producen superenrollamientos positivos en otras regiones que relajan la tensión. La Girasase necesita para eliminar los superenrollamientos positivos que se generan por delante de la horquilla de replicación.
La replicación del ADN mitocondrial en mamíferos se ajusta al modelo del Lazo de Desplazamiento o lazo D. Las dos hélices del ADN mitocondrial se pueden diferenciar en base a su densidad, existiendo una hélice Ligera (L) y otra hélice pesad (H). En primer lugar, se inicia la replicación o síntesis de la nueva Hélice Ligera (L), sin que se comience la replicación de la nueva hélice pesada. El origen de replicación de la hélice ligera (L) es diferente al de la hélice pesada (H), de forma que existen dos orígenes de replicación diferentes para cada una. Además, una vez iniciada la replicación de la nueva hélice ligera (L), la síntesis es unidireccional, tienen lugar en una sola dirección y avanza desplazando a la otra hebra. Cuando se ha sintetizado, aproximadamente, 2/3 de la nueva hélice ligera, comienza la síntesis de la nueva hélice pesada (H), en una sola dirección opuesta a la de síntesis de la hélice ligera L. Por consiguiente, la síntesis de la nueva hélice L termina antes que la de la nueva hélice H. REPLICACIÓN DE LOS TELÓMEROS Las moléculas ADN doble hélice lineal tienen problemas para replicar sus extremos, ya que el ADN proliferar necesita un extremo 3' OH al que ir añadiendo nucleótidos. Uno de los extremos de cada hélice (el extremo 5') se puede copiar sin problemas debido a que viene cebado desde atrás, sin embargo, el extremo contrario (extremo 3') no podría replicarse ya que no puede ser cebado desde