Mecanismos Esenciales del ADN: Replicación, Expresión Génica y Organización Cromosómica

Conceptos Fundamentales en Biología Molecular

Enzimas Clave en la Replicación del ADN

Ligasas: Unen fragmentos de ADN adyacentes mediante enlaces fosfodiéster. En el proceso de replicación del ADN, son las encargadas de unir los fragmentos de Okazaki.

Fragmentos de Okazaki: Son fragmentos de ADN relativamente cortos que se forman en la denominada cadena retardada durante la replicación del ADN.

Replicación del ADN: Lugar y Enzimas Involucradas

La replicación del ADN tiene lugar en varias etapas:

1. Desenrrollamiento y apertura de la doble hélice: Mediante este proceso se separan las dos cadenas de ADN. Esta separación comienza en los orígenes de la replicación, generando las burbujas de replicación, que se extienden y dan lugar a las horquillas de replicación.
2. Síntesis de las nuevas cadenas: Una ARN polimerasa sintetiza una pequeña molécula de ARN llamada cebador (o primer). A partir de este, la ADN polimerasa comienza la síntesis de ADN, añadiendo nucleótidos en dirección 5'→3'. Así, la síntesis es continua en una de las hebras y discontinua en la otra, formándose los fragmentos de Okazaki. Una ADN ligasa une los extremos de los diferentes fragmentos, completando la formación de la molécula de ADN.

Este proceso tiene lugar en el núcleo de la célula eucariota o en el citoplasma de las bacterias.

Enzimas Participantes en la Replicación del ADN

• ADN polimerasas: Encargadas de sintetizar las nuevas cadenas de ADN.
• Helicasas: Desenrollan la doble hélice de ADN.
• Topoisomerasas: Giran la molécula de ADN, evitando el superenrollamiento durante el desenrollamiento.
• Proteínas SSB (de unión a cadena sencilla): Estabilizan las cadenas simples de ADN separadas, impidiendo que se vuelvan a unir.
• Ligasas: Unen los fragmentos de ADN, como los fragmentos de Okazaki.

Replicación, Transcripción y Traducción: Procesos Clave de la Expresión Génica

• Replicación: Proceso de síntesis de nuevas moléculas de ADN a partir de una preexistente, asegurando la herencia del material genético. (Ver detalles en la sección anterior).
• Transcripción: Proceso mediante el cual la información genética del ADN se copia en una molécula de ARN. Da lugar a la formación de un transcrito primario que luego madura en el núcleo de la célula.
• Traducción: Síntesis de una cadena polipeptídica (proteína) a partir de una cadena de ARNm. Este proceso tiene lugar en los ribosomas. Además del ARNm, también intervienen el ARN de transferencia (que transporta aminoácidos) y el ARN ribosómico (que integra el ribosoma). Este proceso tiene lugar principalmente en el citosol, aunque en eucariotas, parte de la síntesis proteica también ocurre en las mitocondrias.

Cromosoma Metafásico: Estructura y Componentes Clave

Para comprender la estructura del cromosoma metafásico, es fundamental identificar sus componentes principales: cromátida, centrómero y telómero.

Relación entre Nucleoplasma, Cromatina y Cromosoma

Los cromosomas representan el nivel más alto de compactación de la cromatina durante la división celular. La cromatina es el estado del material genético durante la interfase. Los nucleosomas están formados por un octámero de histonas alrededor del cual se enrolla un filamento de ADN.

Preguntas Frecuentes sobre el Material Genético

¿Es idéntico el material genético de los cromosomas homólogos? No es idéntico porque cada uno de ellos procede del gameto de un progenitor diferente.

¿Y el de las cromátidas hermanas? Sí, es idéntico porque resultan de un único cromosoma duplicado.