FASES DE LA REPLICACIÓN DEL ADN

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INICIACIÓN

En procariotas, como ya se ha dicho, la replicación comienza en un sólo lugar que están constituido en una región. En eucariotas, dada la gran longitud de sus cromosomas, la duplicación comienza en varios puntos y habrá, por lo tanto, varios replicones.

La iniciación comienza con el reconocimiento del (los) punto(s) de origen. Muchos de ellos contienen una secuencia especial de nucleótidos que se ha denominado OriC. Este complejo contiene:

Helicasas: son proteínas generalmente hexaméricas que se unen al ADN en el origen de la replicación y su función es romper los puentes de hidrógeno de la molécula de ADN que se va a replicar. Consume ATP en el proceso
Proteínas de unión a hebra sencilla o SSB. Impiden que los puentes de hidrógeno se vuelvan a formar.
Topoisomerasas: al separarse las hebras del ADN se genera tensión en los extremos de la burbuja que aún no se han abierto (imagina lo que pasa cuando quieres desenrrollar las “cuerditas” que forman una cuerda) debido al súperenrrollamiento que se produce. Las toposiomerasas alivian esta tensión. También actúan durante el sobrecruzamiento del paquiteno de la meiosis.
Primasa (o ADNpol a): fabrica el ARN cebador.

Ya está formado el complejo de inicio y la burbuja con sus dos horquillas abierta. Ahora entrarán en acción las ADNpolimerasas encargadas de copiar de manera complementaria cada una de las hebras parentales.

ELONGACIÓN

A cada complejo de inicio se le va a unir la ADNpolimerasa encargada de la elongación formándose así el replisoma. Esta ADNpolimerasa unirá los desoxirribonucléotidos a los ARNcebadores de manera complementaria a la hebra parental que sirve de molde.

Sin embargo hay un problema: las cadenas de ADN son antiparalelas y las ADNpolimerasas sólo pueden unir nucleótidos en sentido 5’-->3’ y ese es sólo el sentido de avance de una de las cadenas de cada horquilla. Esta hebra se puede sintetizar de manera continua y se denomina hebra conductora, líder o guía (leading strand). Sin embargo, la otra hebra parental se encuentra en sentido 5’-->3’ por lo que la síntesis de su complementaria sería en sentido 3’-->5’, capacidad que no tiene la ADNpolimerasa como ya se ha dicho.

La solución al problema de la síntesis de esta cadena se reveló al comprobar que se producía en forma de pequeños fragmentos llamados fragmentos de Okazaki (en honor a su descubridor Tuneko Okazaki). Se propuso entonces un modelo en el que la síntesis complementaria de la hebra molde que iba en sentido 5’-->3’ de cada horquilla se produciría en sentido opuesto al de avance de la horquilla y en forma discontinua. A esta hebra de nueva síntesis que se replica “a trocitos” se le denominó hebra retardada o retrasada (lagging strand). Lógicamente, la síntesis de cada fragmento de Okazaki requiere su propio ARN cebador.

Para que esto sea posible es necesario que la hebra molde en sentido 5’-->3’ forme un bucle para disponerse en sentido 3’-->5’ en el sentido de avance de la horquilla ya que es una misma ADNpolimerasa la que forma tanto la hebra conductora como la retardada.

La elongación se producirá por la unión de los dNTPs complementarios correspondientes mediante enlace fosfodiéster.

Durante el proceso de elongación también se produce una actividad exonucleasa de la ADNpol que elimina nucleótidos mal apareados así cómo los fragmentos de ARNcebador y rellenando los huecos con ADN.

A continuación la ADNligasa une todos los fragmentos obtenidos.

TERMINACIÓN

Termina evidentemente cuando la ADNpolimerasa termina la repicación en todas las horquillas (o en todo el ADN circular en el caso de sea una célula procariota)

En el caso de los eucariotas, se llega al final de la replicación al final de la molécula del ADN lineal de cada cromosoma o telómero. Cuando se elimina el último ARNcebador, la hebra retardada quedará incompleta ya que la ADN polimerasa no podrá rellenar el hueco al ser incapaz de sintetizar en direción 3’ --> 5’. Para poder completar la cadena, la polimerasa necesitará un extremo hidroxilo 3’ libre donde inicia un nuevo fragmento. Este hecho hace que el telómero se vaya acortando un poco cada vez que la célula se divide, fenómeno que se asocia a los procesos de enevejecimiento y muerte celular.

Las ADNs polimerasas son muy eficientes en su proceso de replicación ya que pueden ir corrigiendo erores de eemparejamiento consiguiendo que sólo haya un error cada 100.000 bases.

Además existen mecanismos de corrección de estos errores una vez terminada la replicación.

ANIMACIÓN REPLICACIÓN

Vídeo ADN - empaquetamiento y replicación (y tranascripción y replicación)

Lección sobre la replicación

	Creado por VICTOR MANUEL VITORIA RUIZ hace casi 10 años

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