¿Cuáles son los pasos de la replicación del ADN?

¿Cuáles son los pasos de la replicación del ADN? Hay tres pasos en la replicación del ADN: iniciación, elongación y terminación. Son pasos catalizados por enzimas y bien coordinados.

La replicación del ADN es un proceso biológico que produce dos réplicas idénticas de ADN a partir de una molécula de ADN original. Ocurre en todas las células vivas. Además, es un proceso esencial de la herencia biológica. Por lo tanto, es importante para la división celular durante el crecimiento y la reparación de tejidos dañados. Las células muestran un proceso distintivo de división celular, lo que hace que la división celular sea esencial.

¿Qué es la replicación del ADN?

La replicación del ADN se refiere al proceso de producir una copia idéntica de una molécula de ADN de doble cadena. Cada cadena de la molécula de ADN de doble cadena sirve como molde para la síntesis de la nueva molécula de ADN. Por lo tanto, la molécula de ADN de doble cadena debe desenrollarse antes de experimentar la replicación. La replicación del ADN se produce de forma semiconservadora: cada molécula de ADN de doble cadena recién sintetizada contiene una molécula de ADN antigua.

Además, varias enzimas, como la helicasa, la ARN primasa y la ADN polimerasa, están involucradas en la replicación del ADN. La helicasa desenrolla el ADN y produce la horquilla de replicación. La ARN primasa agrega cebadores a la plantilla de ADN. Dado que la ADN polimerasa agrega pares de bases complementarias a la cadena molde, el reclutamiento de la ADN polimerasa a través de la plantilla de ADN produce una cadena de ADN complementaria. La hebra recién sintetizada tiene pares de bases complementarios con la hebra anterior.

¿Cuáles son los pasos de la replicación del ADN?

Hay tres pasos en la replicación del ADN. Incluyen iniciación, elongación y terminación.

Iniciación

Durante el proceso de iniciación, la replicación del ADN forma un complejo de pre-replicación. Esto ocurre en la fase G1 temprana de la mitosis tardía. En general, un gran complejo de proteínas iniciadoras se une para formar un complejo previo a la replicación. Este complejo se une a un punto particular del ADN llamado origen. Sin embargo, en E. coli, este es el DnaA, mientras que en la levadura, este es el complejo de reconocimiento de origen.

Figura 1: Inicio de la replicación del ADN

Las proteínas iniciadoras se unen a las regiones ricas en AT en el genoma con dos enlaces de hidrógeno. La activación de S-Cdk y Cdc7 ocurre durante la fase S temprana, formando un complejo de preiniciación masivo en el origen. Esto inactiva y disimula el complejo de pre-replicación. Además, la carga del complejo de preiniciación activa la helicasa Mcm para desenrollar la doble hélice. Además de eso, este complejo también carga α-primasa y otras ADN polimerasas en el ADN. Sin embargo, la función principal de la α-primasa es sintetizar los primeros cebadores en la unión cebador-plantilla. Los componentes del complejo de preiniciación se asocian con la horquilla de replicación a medida que avanza la replicación del ADN.

Alargamiento

La elongación es el segundo paso de la replicación del ADN en el que la ADN polimerasa utiliza su actividad 5′–3′ para sintetizar nucleótidos de ADN que son un complemento de la hebra molde. Se inicia con la presencia de grupos hidroxilo en 3'. Aparte de eso, organismos como virus, fagos y plásmidos usan primasa para sintetizar pequeños cebadores de ARN. Los retrovirus usan tRNA para preparar la replicación del ADN. Por otro lado, los adenovirus y algunos bacteriófagos utilizan cadenas laterales de aminoácidos como 3' OH. Sin embargo, los virus de ARN monocatenario utilizan un mecanismo de replicación de círculo rodante.

Figura 2: Alargamiento de la replicación del ADN

Sin embargo, la hebra líder recibe el cebador de ARN, mientras que la hebra rezagada recibe muchos cebadores de ARN. Por lo tanto, la hebra principal puede extenderse de forma continua mientras que la hebra rezagada se extiende de forma discontinua, formando fragmentos de Okazaki. Durante la elongación, la RNasa elimina los cebadores de ARN y las polimerasas de ADN con baja procesividad llenan el vacío. La ADN ligasa es la enzima responsable de rellenar las muescas. Mientras tanto, la horquilla de replicación es la estructura que se produce durante la replicación de moléculas de ADN helicoidales largas creadas por helicasa al romper los enlaces de hidrógeno.

Terminación

Durante la terminación, la bifurcación de replicación se detiene. También puede ocurrir en dos métodos: en un sitio de terminación de la replicación del ADN o en una proteína que se une al ADN para detener físicamente la replicación del ADN. Las especies bacterianas utilizan la proteína Ter o la proteína de unión al sitio terminal para la terminación de la replicación del ADN. Por lo tanto, la función principal de las especies de terminación es terminar la replicación del ADN. En los eucariotas, los cromosomas lineales largos contienen horquillas de replicación en múltiples ubicaciones, y se encuentran y terminan la replicación del ADN. Sin embargo, es posible que el extremo final del cromosoma no se replique. Por lo tanto, los extremos de los cromosomas pueden perder su información. Por lo tanto, los extremos de los cromosomas contienen telómeros que contienen ADN repetitivo, lo que evita la pérdida de genes.

Conclusión

En resumen, la replicación del ADN es un proceso biológico catalizado por enzimas y bien coordinado. Es responsable de la formación de dos moléculas de ADN a partir de una molécula de ADN original. Más importante aún, la replicación del ADN ocurre en la división celular para duplicar el contenido de ADN de la célula. Aparte de eso, hay tres pasos en la replicación del ADN. Son la iniciación, la elongación y la terminación. Durante el paso de iniciación, los orígenes del ADN se unen con el complejo de prereplicación durante la fase G1 de la división celular. Luego, es reemplazado por el complejo de preiniciación. Mientras tanto, la ADN helicasa es responsable de desenrollar el ADN, mientras que la α-primasa sintetiza los cebadores de ARN. Durante el segundo paso de la replicación del ADN, la ADN polimerasa sintetiza hebras de ADN que forman la horquilla de replicación. Durante la terminación, la unión de proteínas a las hebras de ADN o el encuentro con los sitios de terminación detiene la replicación del ADN.

Referencias:

1. replicación del ADN. genoma.gov. Consultado el 7 de mayo de 2023.

Imagen de cortesía:

1. “Figura Papel de los iniciadores para el inicio de la replicación del ADN” Por Emply shell China dry – Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. “Replicación del ADN eucarióticoPor LadyofHats - Trabajo propio (CC0) a través de Commons Wikimedia