Replicacion

REPLICaCION DEL ADN

La replicación del ADN produce una copia de sí mismo por medio de enzimas que además de ser muy exactas poseen un sistema de reparación de errores.

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Caption: : Una molecula de ADN que se divide.

 El mecanismo de replicación es es esencialmente el mismo en todas las células. Es un proceso semiconservativo porque cada uno de los dos ADN hijos tiene una cadena del ADN anterior.

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Mecanismo de replicacion

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En celulas procariotas

Hay 1 lugar de origen de replicación que se muestra en la horquilla de replicación (replication fork) y que señala el avance de la copia. La horquilla (fork) indica que se está haciendo la separación y la replicación a la vez. El avance es bidireccional, lo que acorta el tiempo. En el sitio en que empieza la replicación se organizan las proteínas en un complejo llamado replisma. La replicación del ADN en procariotas sucede a una velocidad de 500 nucleótidos por segundo.

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En las células eucariotas

El proceso es esencialmente el mismo pero el ADN es mucho más grADNe y linear. Hay varios orígens de replicación y es bidireccional. El avance es más lento que en procariotas ya que hay más proteínas asociadas al ADN que hay que soltar. La replicación del ADN, que ocurre una sola vez en cada genración celular necesita de muchos "ladrillos", enzimas y una gran cantidad de energía en forma de ATP (recuerde que luego de la fase S del ciclo celular , las células pasan a una fase G a fin de, entre otras cosas, recuperar energía para la siguiente fase de la división celular). La replicación del ADN en el ser humano se realiza a una velocidad de 50 nucleótidos por segundo. Los nucleótidos tienen que ser armados y estar disponibles en el núcleo conjuntamente con la energía para unirlos.

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Caption: : Imagen que explica algunas enzimas como la DNA polimerasa y la direccion de las cadenas.

Una vez que se abre la molécula, se forma una área conocida como "burbuja de replicación" en ella se encuentran las "horquillas de replicación" . Por acción de la la ADN polimerasa los nuevos nucleótidos entran en la horquilla y se enlazan con el nucleótido correspondiente de la cadena de origen (A con T, C con G). Los procariotas abren una sola burbuja de replicación, mientras que los eucariotas múltiples. El ADN se replica en toda su longitud por confluencia de las "burbujas".

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A continuacion...

Dado que las cadenas del ADN son antiparalelas, y que la replicación procede solo en la dirección 5' to 3' en ambas cadenas, numerosos experimentos han mostrado que, una cadena formará una copia continua, mientras que en la otra se formarán una serie de fragmentos cortos conocidos como fragmentos de Okazaki . La cadena que se sintetiza de manera continua se conoce como cadena guía, delantera ó adelantada y, la que se sintetiza en fragmentos, cadena atrasada ó rezagada.

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Orientacion de las cadenas

En la primera , la cadena adelantada de ADN es sintetizada continuamente en la dirección 5' a 3'. En la otra, llamada la cadena atrasada, la síntesis de ADN sólo ocurre cuando una sección de una hebra simple de ADN ha sido expuesta y procede en la dirección opuesta a la dirección de la horquilla de replicación (5' to 3'). Es por ésto discontinua y la serie de fragmentos Okazaki son unidos de manera covalente por las ligasas formando una hebra continua. Se denominan fragmentos Okazaki porque fué éste investigador quien primeramente los observó y estudió usando timidina radioactiva . En los eucariotas, los fragmentos Okazaki están formados por unos cuantos cientos de nucleótidos, mientras que en los procariotas estos fragmentos pueden alcanzar algunos miles.

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Fragmentos de Okazaki

Para que la ADN polimerasa trabaje, se necesaria la presencia, en el inicio de cada nuevo fragmento, de pequeñas unidades de ARN conocidas como cebadores, a posteriori, cuADNo la polimerasa toca el extremo 5' de un cebador, se activan otras enzimas, que remueven los fragmentos de ARN, colocan nucleótidos de ADN en su lugar y una ADN ligasa que los une a la cadena en crecimiento.

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3 grupos de enzimas:

1. Enzimas desenrollantes: abren la doble hélice y separan ambas cadenas de nucleótidos formando la burbuja de replicación. - HELICASA rompe los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias de ambas cadenas de nucleótidos y abre la doble hélice como una cremallera. - TOPOISOMERASA elimina las tensiones producidas por el desenrollamiento del ADN. Las proteínas SSB, que no son enzimas, estabilizan las cadenas sencillas de ADN. 

2. Enzimas que intervienen en la síntesis de las nuevas cadenas de ADN: - PRIMASA es una ARN polimerasa que fabrica el ARN cebador o "primer". - ADN POLIMERASA III sintetiza nuevos fragmentos de ADN. - ADN POLIMERASA I elimina el ARN cebador y rellena el hueco con ADN. - ADN LIGASA une los fragmentos. 

3. Enzimas correctores de la replicación del ADN: corrigen algunos errores cometidos en el proceso. - ADN POLIMERASAS tienen capacidad autocorrectora, antes de introducir el nuevo nucleótido complementario de la cadena molde de ADN, revisan si los anteriores están correctamente insertados. - Enzimas de CORRECCIÓN POSTREPLICATIVA, tras la replicación revisan si los nucleótidos de las nuevas cadenas de ADN son los correctos, si detectan alguno incorrecto lo eliminan y lo sustituyen por el nucleótido adecuado. 

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