Biología bachillerato

Replicación del ADN: Para la transmisión de la información genética de una célula a sus células descendientes, tanto si son procariotas como eucariotas, hace falta que el ADN se replique fielmente para asegurar que las células hijas tengan la misma información genética que la célula madre de la que proceden.

Tanto en procariotas como eucariotas la replicación o autoduplicación del ADN es semiconservativa, es decir, cada una de las dos cadenas de esta molécula sirve de molde para sintetizar otra, de tal forma que de las dos moléculas de ADN idénticas resultantes cada una tendrá una cadena nueva y otra antigua.

En el cromosoma bacteriano (doble hélice de ADN circular) se forma una burbuja de replicación con dos vértices u horquillas de replicación (bidireccional). Estas horquillas empiezan en unas secuencias de inicio (GATC en procariotas) que van separándose hasta dar lugar a dos moléculas circulares de ADN idénticas. Para establecer estas burbujas de replicación las helicasas, topoisomerasas y proteínas SSB abren las cadenas, eliminan las tensiones de superenrollamiento y mantienen separadas las cadenas para que actúen las polimerasas. Podemos distinguir dos situaciones debido a que las ADN polimerasas solo pueden sintetizar en la dirección 5’→3’:

A) En la hebra (o cadena) de crecimiento continuo o hebra conductora, una ARN polimerasa sintetiza un primer o cebador, un pequeño fragmento de ARN, y posteriormente la ADN polimerasa III continúa la síntesis sin interrupción en la dirección de la horquilla. La energía es suministrada por los nucleótidos trifosfato que se van incorporando.

B) En la cadena de síntesis discontinua o retardada la replicación transcurre más despacio ya que se hace de forma discontinua. La ARN polimerasa sintetiza un cebador (40 n.), después la ADN pol III sintetiza un fragmento de 1000 nucleótidos de ADN, llamados fragmentos de Okazaki. Este proceso se repite a medida que se van abriendo las cadenas. Posteriormente, la ADN pol I elimina el ARN y lo sustituye por ADN y, por último, una ADN ligasa une los diferentes fragmentos de Okazaki (pequeños fragmentos de unos 40 nucleótidos de ARN y 1000 de ADN que se forman en la cadena de síntesis discontinua retardada).

Diferencias con eucariotas: Transcurre en la fase S del ciclo celular de forma similar al de los procariotas: es semiconservativa y bidireccional; la hebra conductora se sintetiza de manera continua y retardada de forma discontinua en forma de fragmentos de Okazaki que luego se unen; y tb se requiere un ARN cebador para que se inicie la replicación del ADN. Sin embargo la replic. en eucariotas presenta caracteristicas peculiares:

1) Intervienen, al menos, 5 tipos diferentes de ADN polimerasa. Una de ellas se utiliza para sintetizar una helice conductora y otra diferente para conducir la helice retardada. 2) En el cromosoma eucariota, el ADN se encuentra asociado con los octámeros de histonas, en forma de nucleosomas. Las nuevas moléculas de ADN tienen que tener sus respectivas histonas. 3) El genoma eucariota consta de varios cromosomas lineañes. La replicac. del ADN tiene lugar en la fase S del ciclo celular y para que el proceso solo tarde pocas horas, en cada cromosoma eucariota se forman numerosas burbujas de replicación. En el genoma humano por ejemplo pueden existir unos 30mil puntos de inicio lo que acelera en gran medida el proceso de replicación.

*Un operón es un grupo de genes estructurales cuya expresión está regulada por los mismos elementos de control (promotor y operador) y genes reguladores. -Regulación del Operón LAC en E.coli: Si no hay lactosa el represor está en su forma activa, y los genes estructurales no se transcribe, con lo que la célula no tendrá los enzimas para metabolizarla. Si hay lactosa, esta se une al represor y lo inactiva. El oerador, al estar libre, desencadena la transcripción de los genes estructurales, con lo que se sintetizarán las enzimas necesarias para metabolizar la lactosa. Cuando haya desaparecido la lactosa, el represor volverá a su estado activo y dejarán de transcribirse los genes x, y y a.