Fundamentos de la Replicación y Reparación del ADN: Mecanismos Celulares

Replicación del ADN

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual se copia el ADN. Este proceso es semiconservativo y bidireccional, y funciona de manera similar tanto en procariotas como en eucariotas.

Replicación en Procariotas

• La separación y la replicación ocurren simultáneamente.
• El avance es bidireccional (rápido).
• El sitio en el que comienza la replicación organiza las proteínas en el replisoma.

Replicación en Eucariotas

• El ADN es mucho más grande y lineal.
• Hay varios orígenes de replicación y es unidireccional (lento); involucra más proteínas.
• El proceso es semidiscontinuo.

La replicación es semiconservativa, es decir, cada una de las hebras se copia completa y de nuevo.

Elementos Esenciales para la Replicación del ADN

1. ADN Polimerasa: Añade nucleótidos nuevos al extremo 3’.
2. Nucleósidos: Forma activa del nucleótido.
3. ATP: Se une al nucleósido, liberándose un pirofosfato.
4. Cebador (Primer): Sirve para que la polimerasa comience la adición de nucleótidos.

Polimerasas en Procariotas

• ADN Polimerasa I: Replicación y reparación del ADN; elimina cebadores.
• ADN Polimerasa II: Reparación del ADN.
• ADN Polimerasa III: Copia la cadena principal; posee actividad exonucleasa (degrada ADN).

Proteínas Clave en la Replicación del ADN

• Helicasas: Separación de las dos hebras de ADN.
• Topoisomerasa: Impide que el ADN se enrede (alivia la tensión torsional).
• Proteínas SSB (Single-Strand Binding): Estabilizan el ADN de cadena sencilla.
• Girasas: Desenrollan la cadena (tipo de topoisomerasa).
• Primasa: Sintetiza cebadores (ARN).
• ADN Ligasa: Une fragmentos de ADN (fragmentos de Okazaki).

Reparación del ADN

La reparación del ADN comprende los procesos por los cuales una célula identifica y corrige daños hechos a las moléculas de ADN que codifican el genoma.

Mecanismos de Reparación

• Reparación Directa: Se reparan roturas del enlace fosfodiéster.
• Reparación por Escisión de Bases: Se elimina el nucleótido con la base mutada y se introduce el nucleótido correcto.
• Reparación por Escisión de Nucleótidos Modificados: Este proceso repara el ADN que se encuentra distorsionado.
• Reparación del Mal Apareamiento de Bases: Detecta y corrige fallos de replicación.
• Reparación por Recombinación de Roturas de la Doble Cadena: Mecanismo crucial contra daños severos (ej. causados por radiaciones ionizantes).

Causas del Daño en el ADN

El daño en el ADN puede producirse por:

• Errores en la replicación.
• Daños espontáneos.
• Daños endógenos.
• Daños exógenos.