La Replicación del ADN

La REPLICACIÓN del ADN es el proceso de copia del material genético de una célula. Unicamente se produce si la célula se va a dividir, por lo que solo se hace una vez durante la vida de la célula (en la fase S de la interfase).

El proceso es el mismo en Procariotas que en Eucariotas, aunque en estas últimas hay algunas diferencias consecuencia de la mayor complejidad y tamaño de su material genético.

En el proceso participan varias enzimas. La que se encarga de realizar la copia de los nucleótidos es la ADN polimerasa, que solo es capaz de añadir nucleótidos al extremo 3' de la cadena en construcción (esta enzima se une a la cadena molde, la cual lee en sentido 3'-5' y va construyendo la nueva cadena en sentido 5'-3'). Las otras enzimas cumplen funciones igual de importantes. Sin el correcto funcionamiento de todas ellas el proceso de copia del ADN seria incorrecto.  En la construcción del nuevo ADN, la ADN polimerasa utiliza nucleótidos trifosfatos, que aportan la energía necesaria para la unión de los nuclótidos entre si mediante enlaces fosfodieste.

 

La replicación puede dividirse en diferentes pasos:

1. 
   
   Desenrollar y separar la doble hélice de ADN: en este proceso participan la Girasa y Helicasa (que abre la doble hélice), y las Proteinas SSB ó estabilizadoras, que se encargan de estabilizar las hebras de ADN que han sido separadas (sin ellas estas volverían a enrollarse inmediatamente después de haberlas desenrollado)
   
2. Colocación de un cebador: La ADN polimerasa III es incapaz de iniciar la copia de la cadena por si sola, le hace falta un trozo donde unir los nucleotidos. Este trozo lo sintetiza la Primasa (una ARN polimerasa) que copia unos 50 nucleótidos de ARN de la cadena molde.
3. Copia de la cadena complementaria. En cada una de las hebras separadas se una una ADN polimerasa que va copiando los nucleótidos de la cadena molde siguiendo las normas de la complementariedad de bases (A-T,C-G). Debido a la orientación antiparalela de las cadenas de ADN en la doble hélice, una de las cadenas se copia de forma continua, en la misma dirección que se va abriendo la doble hélice, mientras que la otra se hace en sentido contrarios, a trozos, por lo que es un proceso mas lento e implica la sintesis de mas cebadores.
4. 

   Eliminación de los cebadores. Estos fragmentos (uno en la hebra continua y varios en la discontinua) deben ser sustituidos por el fragmento de ADN correspondiente (recuerda que los cebadores son fragmentos de ARN no ADN). De este proceso se encarga la ADN polimerasa I que elimina el cebador y coloca la secuencia adecuada, pero es incapaz de unir este trozo al resto de la cadena (debería unirlo por el lado 5', y no "sabe" hacerlo!!!). Otra enzima, la Ligasa,  se encarga de unir los diferentes fragmentos de ADN.
5.  Eliminación de errores. La ADN poli III se encarga de comprobar que no se haya equivocado en la copia. Si detecta un error, producido por ella misma, lo elimina y coloca el nucleótido adecuado, la ligasa se encarga de unirlo al resto de la cadena. Este proceso se da al mismo tiempo que la copia.

Este proceso es semiconservativo como propusieron Watson y Crick y demostraron Meselson y Stahl en su experimento con E.coli. Además, se ha comprobado que es bidireccional, es decir, que la hélice de ADN se va abriendo y copiando en las dos direcciones, tanto en procariotas como en eucariotas.



 En Eucariotas el proceso general es el mismo que se ha descrito, pero presenta algunas pequeñas diferencias.

• el proceso es mas lento, ya que el adn está asociado con proteínas histonas y no histonas. el adn debe desenrollares, copiar las proteínas y volver a enrollarlo.
• el adn es mas largo, por lo que existen diferentes puntos de inicio de la replicación (en procariotas solo hay uno, además el adn es circular).
• los fragmentos de okazaki son mas pequeños y las diferentes ADN polimerasas son mas complejas estructuralmente.
• dada la mayor longitud del ADN y su mayor complejidad en cuanto a genes, existe un mecanismo auxiliar de corrección de errores que se encarga de comprobar que no se produzca ningun error en la copia, lo que produciria una mutación.

Para que sea más facil entender el proceso os recomiendo que veais algún video o simulación del proceso. En otra entrada del Blog teneis algunos videos de youtube, pero podeis mirar cualquier otro.
Espero que os sea de ayuda esta nueva explicación.....