Replicación del ADN: Fases y Mecanismos Celulares

La Replicación del ADN: Un Proceso Ordenado y Secuencial

La replicación del ADN es un proceso ordenado y secuencial que se inicia en puntos fijos del cromosoma. El crecimiento de las nuevas hebras de ADN se produce de manera simultánea al desenrollamiento de la doble hélice original. Este proceso se puede dividir en varias fases:

Fase de Iniciación

Esta fase se caracteriza por el desenrollamiento y la apertura de la doble hélice. El origen de la replicación se encuentra en una secuencia específica del ADN conocida como oriC. Múltiples copias de la proteína ADN se unen a oriC, iniciando la replicación y enrollando el ADN para formar un complejo ADN-proteína. Este complejo se une a una helicasa, que rompe los enlaces de la doble hélice, produciendo un desenrollamiento. Alrededor del oriC, se forma una burbuja de replicación, en la que hay dos zonas, denominadas horquillas de replicación, donde se sintetizan las nuevas hebras de ADN. La burbuja se extiende a lo largo del cromosoma en un proceso conocido como replicación bidireccional.

Fase de Elongación

El mecanismo de elongación es el mismo para las dos hebras de ADN. La ADN polimerasa recorre las hebras molde de 3' a 5', uniendo los nucleótidos al extremo 3', formándose así las hebras replicadas. Sin embargo, la elongación presenta ligeras variaciones según la hebra.

Horquillas de Replicación

Una vez formada la burbuja de replicación, continúa la acción de diversas proteínas, y comienzan a intervenir las ADN polimerasas, que unen nucleótidos en dos sentidos, ya que las hebras son antiparalelas. La síntesis de una cadena de ADN requiere de un cebador con un extremo 3' libre, al que se añaden nuevos nucleótidos. El cebador es sintetizado por una enzima llamada primasa. La síntesis de las nuevas hebras es bidireccional.

• Hebra Líder: En la hebra líder, la síntesis es continua y requiere un solo cebador de ARN.
• Hebra Retardada: En la hebra retardada, la síntesis es discontinua y requiere muchos cebadores de ARN. El mecanismo de la hebra retardada consiste en una síntesis discontinua de fragmentos de Okazaki. Estos fragmentos requieren de un cebador de ARN sintetizado. La ADN polimerasa I va eliminando el cebador, y la ADN ligasa suelda los fragmentos para completar la síntesis de la hebra.

Telomerasa

La telomerasa es una ribonucleoproteína con actividad polimerasa que posee como grupo prostético un fragmento corto de ARN. Este fragmento sirve como molde para sintetizar una cadena complementaria de ADN.

Mecanismos de Corrección de Errores

Existen varios mecanismos para corregir errores durante la replicación:

• Replicativa: La ADN polimerasa tiene actividad autocorrectora, con una tasa de error de aproximadamente 1 error cada 10⁶ bases.
• Postreplicativa: Se reconoce la cadena original, la endonucleasa elimina el error y la ADN polimerasa completa la secuencia correcta.
• Corrección SOS: Este mecanismo se activa cuando hay muchos errores y no se puede duplicar el ADN correctamente. Consiste en la inserción de nucleótidos al azar como último recurso para completar la replicación.