Replicación del ADN y Ciclo Celular: Procesos Fundamentales de la Biología Molecular

Replicación del ADN

Características de la Replicación del ADN

1. La replicación del ADN es semiconservativa, ya que se obtienen dos moléculas de ADN hijas, formadas ambas por una hebra original y una hebra nueva.
2. La replicación del ADN es bidireccional, ya que a partir de un punto en el cromosoma, la replicación avanza hacia los dos lados, de manera que el ADN se va desenrollando en ambos sentidos. Esto quiere decir que se forman dos horquillas de replicación que avanzan en sentidos opuestos.
3. En la cadena conductora se sintetizan fragmentos bastante grandes de forma continua, mientras que en la cadena retardada la síntesis es discontinua, es decir, se sintetizan fragmentos de Okazaki. Esto se debe a que las dos cadenas del ADN son antiparalelas y a que la síntesis es siempre en sentido 5' -> 3'. Al avanzar la horquilla de replicación, la síntesis ocurre en sentidos opuestos en ambas cadenas. Solo una de ellas sirve de molde para la síntesis continua de ADN, mientras que en la otra se necesitan muchos puntos de iniciación, dando lugar a la síntesis de pequeños fragmentos constituidos por unos 50 nucleótidos de ARN y entre 1000 y 2000 de ADN.

Ciclo Celular

El ciclo celular es una serie de eventos que ocurren en una célula. Cada célula está capacitada para duplicar su material genético mediante la replicación del ADN y luego dividirse para formar células hijas. Estas células, a su vez, tienen la capacidad de generar proteínas también a partir del ADN. Estos procesos incluyen:

• Duplicación de ADN
• Transcripción (generación de ARN)
• Traducción (formación de proteínas)

Las fases del ciclo celular son:

• La interfase
• La división celular, que a su vez se divide en mitosis y meiosis.

Interfase

La interfase es el periodo existente entre dos divisiones. En esta etapa se produce el crecimiento de la célula y se duplica el ADN. Se divide en 3 etapas: antes, durante y después de la duplicación de ese material genético. Las etapas antes y después se denominan con la inicial 'G' (G1 y G2), mientras que la de síntesis recibe la inicial 'S'.

Fase G1:

La célula crece hasta un determinado tamaño. En esta fase, la célula no solo posee una copia de material genético, sino que posee dos dotaciones cromosómicas, una procedente del padre y otra de la madre. En esta fase hay un punto de restricción (R) o crítico; si no lo supera, la célula queda en un estado de reposo G0.

Fase S:

Aquí se produce la replicación del ADN y la síntesis de histonas para formar la cromatina. En esta fase, el ADN y las histonas están en forma de cromatina.

Fase G2:

Es la fase preparatoria de la mitosis. Aquí se sintetizan las proteínas encargadas de iniciar y desarrollar los procesos de desorganización de la envoltura nuclear.

División Celular

En ella se producen dos etapas: la mitosis o cariocinesis, que es la división del núcleo, y la citocinesis, que es la división del citoplasma. El ciclo celular tarda unos 20 minutos en procariotas y en células humanas entre un día y un año. La actividad de las proteínas en la progresión del ciclo celular se modula mediante la acción de dos tipos de enzimas: las quinasas y las fosfatasas. Las dos proteínas más importantes de este proceso son las quinasas dependientes de ciclinas (CDK), cuya función enzimática es fosforilar, y las ciclinas, que se sintetizan y degradan de forma cíclica.

Conceptos Clave

• Nucleósido: Molécula relacionada estructuralmente con los nucleótidos, pero que carece de grupo fosfato y está, por lo tanto, compuesta por una unidad de azúcar pentosa unida con una base nitrogenada.
• Nucleótido: Molécula constituida por una base nitrogenada, una pentosa y un grupo de ácido fosfórico. Es la unidad básica que compone los ácidos nucleicos.
• Anticodón: Secuencia de tres nucleótidos en una molécula de ARNt que forma puentes de hidrógeno con el triplete complementario (codón) de ARNm.
• Ácido Nucleico: Son macromoléculas, polímeros formados por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces fosfodiéster. Hay dos tipos: el ADN y el ARN.
• Código Genético: Código cifrado por la disposición de nucleótidos en la cadena polinucleotídica de un cromosoma que rige la expresión de la información genética en proteínas, es decir, la sucesión de aminoácidos en la cadena polipeptídica.
• Codón: Un codón es un triplete de nucleótidos. Es la unidad básica de información en el proceso de traducción. Cada codón codifica a un aminoácido y está correspondido en la base del código genético que permite traducir la secuencia de ARNm a la secuencia de aminoácidos que constituye la proteína.