ADN y ARN: Replicación Semiconservativa y Componentes Esenciales

Diferencias entre ADN y ARN

En el ADN, el carbono 2 tiene un grupo H, mientras que en el ARN tiene un grupo OH.

Descubrimiento de la Estructura del ADN

Watson y Crick descubrieron que el ADN está constituido por dos cadenas, con las bases nitrogenadas dispuestas hacia el interior.

Replicación del ADN

El ADN es idéntico en todas las células de un individuo y se transmite en cada división celular. Para ello, cada molécula de ADN hace una copia de sí misma. Este proceso se llama replicación del ADN.

Modelos de Replicación

• Conservativa: La cadena madre se duplica y la original va a una célula, y la hija a otra.
• Dispersiva: Fragmentos de la hebra antigua van a una célula y fragmentos de la nueva a otra.
• Semiconservativa: Una hebra de la molécula madre se duplica y se va a una célula junto a su réplica, mientras que la otra hebra de la molécula madre también se duplica y se va a otra célula.

Componentes Necesarios para la Replicación

• Proteínas SSB: Proteínas de iniciación y fijación a la cadena de ADN.
• Enzimas:
  • Helicasa: Rompe los puentes de hidrógeno.
  • Topoisomerasa: Elimina la tensión y el superenrollamiento.
  • ADN Polimerasa: Sintetiza el cebador.
  • ADN Polimerasa I: Repara y sustituye el cebador.
  • Ligasa: Une fragmentos de Okazaki de la hebra retrasada.

Replicación Semiconservativa

Las hebras del ADN se separan y sirven como plantillas. Se forman moléculas con una hebra original de ADN y una hebra de ADN nuevo.

Iniciación de la Replicación

Enzimas que intervienen (Topoisomerasa y Helicasa):

La Topoisomerasa desenrolla la hebra de ADN. La DNA helicasa rompe los puentes de hidrógeno separando las cadenas. A medida que las cadenas se separan, sirven como molde para la síntesis de una nueva cadena. Las proteínas SSB mantienen separadas las hebras durante la replicación. El lugar donde se inicia la replicación se llama Origen de la replicación. Al separarse las cadenas, se forma la horquilla de replicación, estructura en forma de Y. La replicación es bidireccional, ya que desde cada inicio de replicación se generan dos horquillas que se mueven en direcciones opuestas.

Elongación

Enzima que interviene (DNA polimerasa III): La ADN primasa sintetiza pequeños fragmentos de ARN denominados cebadores que indican el inicio para añadir los nucleótidos. La DNA polimerasa III cataliza la unión de nucleótidos que correspondan o formen pares con la hebra original. Las bases nitrogenadas que quedan libres al desenrollarse la molécula del ADN son las que darán la pauta para saber qué nucleótido es el correspondiente.

La elongación siempre ocurre en dirección 5' - 3', ya que la polimerización solo puede ocurrir en el extremo 3'OH. La hebra continua es a la que se le agregan nucleótidos sin interrupción. La que tiene el extremo 5'P libre, se le conoce como discontinua, porque se replica en fragmentos cortos (fragmentos de Okazaki). Por esto, la replicación es semidiscontinua.