Replicación del ADN: Características y Mecanismo Molecular Esencial

Chu 1.2

Replicación del ADN: Proceso Esencial para la Vida

Es imprescindible que el ADN pueda formar réplicas exactas de sí mismo para disponer de dos copias iguales durante la división celular.

Este proceso es fundamental para que todas las células de un organismo mantengan la misma identidad genética.

Watson y Crick propusieron el modelo de la doble hélice en 1953, y también hipotetizaron el mecanismo de replicación del ADN: la separación de las dos cadenas y la nueva síntesis de cada una de las cadenas complementarias.

En 1958, Meselson y Stahl demostraron experimentalmente esta hipótesis, la cual se denomina replicación semiconservativa.

Características de la Replicación del ADN

• Replicación Semiconservativa

  A partir de una molécula parental se obtienen dos moléculas hijas idénticas, cada una de ellas con una cadena antigua (parental) y una nueva.

• Replicación Bidireccional

  A partir del origen de replicación, la síntesis de las nuevas cadenas se realiza en sentidos opuestos. En el punto de origen de la replicación (ORI) se separan las cadenas, originando una burbuja de replicación. A medida que las cadenas se van separando, se forma en cada cadena que va creciendo, en sentidos opuestos, una horquilla de replicación.

• Replicación Semidiscontinua

  A partir del punto de origen, en cada horquilla de replicación, se obtienen dos cadenas: una cadena conductora que se sintetiza de forma continua y otra cadena retardada que se sintetiza en sentido contrario al del avance de la horquilla de replicación, mediante fragmentos de Okazaki.

Mecanismo de la Replicación del ADN

Inicio de la Replicación

• La helicasa (enzima) separa las dos hebras de ADN, rompiendo los enlaces de hidrógeno de las bases nitrogenadas (A, T, G, C), creando así la horquilla de replicación.
• La separación de estas hebras produce tensiones en ellas, que la topoisomerasa II (enzima) elimina.
• Una vez separadas, las hebras se mantienen así gracias a las proteínas SSB (proteínas estabilizadoras de cadena sencilla).

Formación de las Nuevas Hebras

• La enzima primasa crea una pequeña cadena de ARN, denominada cebador (o primer).
• La enzima ADN polimerasa III se une al cebador. Comienza a incorporar desoxirribonucleótidos que crearán la nueva cadena, en sentido 5' → 3'. En la cadena conductora, solo se necesita un único cebador.
• En la hebra discontinua (o retardada), la síntesis ocurre en sentido contrario al avance de la horquilla. La primasa sintetiza varios cebadores (primers) y luego la ADN polimerasa III sintetiza fragmentos de ADN entre un cebador y otro, denominándose fragmentos de Okazaki.
• Una vez completada la síntesis, la ADN polimerasa I elimina todos los cebadores de ARN y rellena esos espacios con ADN.

Finalización de la Replicación

• La ADN ligasa une todos los fragmentos de ADN en las dos hebras, creando así dos moléculas de ADN idénticas a partir de una.
• La topoisomerasa ayuda a relajar la tensión del superenrollamiento.