Replicación del ADN

La Replicación del ADN

 

La replicación del ADN es el proceso por el cual, cada hebra sde separa y actúa como molde o patrón para la síntesis de una nueva cadena que posee una secuencia de bases complementaria. La complementariedad entre las bases (G-C y A-T), al igual que en los demás procesos que transmiten información (transcripción y traducción), constituye la esencia de la replicación. La replicación del ADN se dice que se ajusta a un modo semiconservativo, pues en la doble hélice de cada célula hija se conserva una cadena original de la célula madre (el molde ); la otra cadena se sintetiza de nuevo. 

Enzimas implicadas en la replicación del ADN 
 

Una vez formada la burbuja de replicación (estructuras que se extienden a lo largo del cromosoma, en sentido contrario, y dan lugar a dos horquillas de replicación) ya pueden actuar las enzimas ADN polimerasas que leen cada unas de las cadenas y elaboran dos copias con secuencias complementarias. Las ADN polimerasas intervienen en la replicación del ADN para dar a cada célula hija una copia del ADN original en el proceso de la mitosis. Llevan a cabo la síntesis de la nueva cadena de ADN emparejando los desoxirribonucleótidos trifosfato con los desoxirribonucleótidos complementarios correspondientes del ADN molde. En E.coli existen tres enzimas ADN polimerasa: I y III, que se encargan de la replicación y de la correción de errores, y II, que solo lleva a cabo la reparación del ADN dañado por determinados agentes físicos. La ADN polimerasa  III es la que lleva a cabo la mayor parte del proceso:

1) Recorre las hebras molde y selecciona en cada momento el desoxirribonucleótido trifosfato, cuya base debe de ser complementaria a la base del molde.

2) Si el nucleótido trifosfato seleccionado es el complementario y cataliza su hidrólisis y se incorpora a la cadena de ADN mediante un enlace fosfodiéster.

Existen problemas relacionados con su actividad catalítica, que debe resolver la enzima ADN polimerasa III:

* El inicio de la síntesis ya que es incapaz de iniciar por sí sola la síntesis de una nueva cadena de ADN; solo puede elongarla. Para resolver este problema la ADN polimerasa III necesita la colaboración de una enzima ARN polimerasa que sintetiza ARN y actúa como indicador de la síntesis de ADN. Esta síntesis de ADN comienza con el cebador que proporciona extremos hidroxilo 3' libres sobre lo que adiccionar nuevos nucleótidos: se sintetiza mediante una enzima ARN polimerasa, llamada "primasa" que actúa como indicador de las réplicas y se elimina posteriormente del ADN formado.

* El sentido de lectura de la hebra molde. La ADN polimerasa III solo "sabe leer" las secuencias de las hebras molde en el sentido 3'-->5' , mientras que las nuevas cadenas se sintetizan y crecen en el sentido 5'-->3' . Por lo tanto, de las dos hebras molde del ADN, la que está orientada en el sentido 3'-->5' es copiada de manera continuada por esta enzima y la nueva réplica que crece en sentido 5'-->3' es la llamada hebra conductora o líder.

Sin embargo, la otra hebra molde como es antiparalela no puede "leerse" por la ADN polimerasa III. Este problema se soluciona abriendo porciones de la hebra molde suficientemente grandes que permitan a la enzima ir retrocediendo para poder leer en el sentido adecuado y así sintetizar pequeños fragmentos de ADN, llamados fragmentos de Okazaki. Estos fragmentos crecen en el sentido 5'-->3' y se uniran para formar otra réplica llamada hebra retardada.