Replicación: la acción en el ADN

Hoy intentaremos presentarles uno de ellos: la replicación. Cuando pensamos en genética, la mayoría de nosotros pensamos en la hélice del ADN. Dos líneas que giran entre sí creando una forma de tornillo. Sin embargo, aunque la genética en realidad se basa en material genético en forma de ADN, intervienen muchos procesos diferentes.

¿Qué es la replicación?

En términos generales, la replicación del ADN es un proceso durante el cual se produce una copia del genoma en las células. En este proceso, el ADN hace muchas copias de sí mismo. El ADN en sí es una estructura autorreplicante que se replica de forma semiconservadora. El proceso de replicación se puede dividir en tres etapas: iniciación, elongación y terminación. Durante cada etapa, varias enzimas participan en la reacción. La más famosa de ellas es la ADN polimerasa. Durante la replicación, cada cadena de ADN sirve como plantilla para la síntesis de una nueva cadena.

Iniciación:

El proceso de iniciación comienza uniendo la proteína apropiada en el sitio de inicio de la replicación. Bajo la influencia de esta proteína, la doble hélice del ADN se desenrolla en una pequeña sección. Como resultado del desenrollado del ADN, obtenemos una estructura característica llamada ojo de replicación o horquilla de replicación. En el área de los ojos comienzan a unirse las proteínas posteriores involucradas en etapas posteriores de replicación. Las enzimas que aparecen durante esta etapa son la ADN helicasa y la ADN primasa. La helicasa desenrolla la doble hélice, exponiendo las hebras de ADN, que luego se utilizarán en etapas posteriores. La ADN primasa actúa como estimulador de la ADN polimerasa.

Alargamiento:

Al inicio de este proceso, las bifurcaciones de replicación previamente formadas inician su recorrido en dos direcciones opuestas. El objetivo más importante de este proceso es obtener nuevas cadenas de ADN. Su formación requiere una enzima llamada ADN polimerasa, que une los nucleótidos libres al extremo 3′. Al comienzo de la cadena hay un llamado cebador, que es una sección corta de ARN producida por la enzima primasa. Gracias a esta enzima se crea una cadena de ADN cada vez más larga llamada replicón. La síntesis de la segunda hebra, llamada hebra retrasada, comienza en la dirección opuesta a la dirección del movimiento de la horquilla de replicación, es decir, desde el extremo 5′ hasta el extremo 3′. La extensión de nuevas cadenas de ADN continúa hasta que la molécula de ADN se copia por completo.

Terminación:

Podemos designar la formación de dos moléculas hijas de ADN como el momento final de la replicación. Lo definimos precisamente cuando ya no queda más cadena de ADN plantilla para copiar, o cuando las bifurcaciones de replicación se encuentran y luego finalizan su operación. Una vez completada la síntesis de ADN, las cadenas recién sintetizadas se unen y estabilizan. En el caso de la cadena retrasada, se necesitan dos enzimas para lograr la estabilización descrita: la ARNasa H, que elimina el cebador de ARN al comienzo de cada fragmento de Okazaki, y la ADN ligasa, que une los fragmentos para formar una cadena completa.

Todas las enzimas implicadas en la replicación:

• ADN polimerasa
• ADN helicasa
• ADN primasa
• ARNasa H
• ADN ligasa

Fuentes:

1. DNA Learning Center
2. Genome
3. Cells Can Replicate Their DNA Precisely
4. Gentaur