Replicación del ADN: Mecanismos y Enzimas Clave en *E. coli*

Aspectos Fundamentales de la Replicación del ADN

Los organismos tienen la capacidad de crear copias fieles de sí mismos, basándose en un molde. Tras el descubrimiento del ADN, se evidenció su función como molde en la replicación y transcripción de información genética. Cada una de las dos cadenas complementarias actúa según las siguientes reglas:

1. La replicación del ADN es semiconservadora: cada cadena de ADN sirve como molde para la síntesis de una nueva cadena. El resultado son dos moléculas de ADN nuevas, cada una con una cadena nueva y otra vieja.
2. La replicación comienza en un punto de origen y avanza de forma bidireccional.
3. La síntesis del ADN progresa en dirección 5' → 3'. Una de las nuevas cadenas se sintetiza en forma de trozos cortos llamados fragmentos de Okazaki. Es decir, una hebra se sintetiza de forma continua y otra de forma discontinua.

Las enzimas que degradan el ADN reciben el nombre de nucleasas. Se clasifican en:

• Exonucleasas: degradan los ácidos nucleicos desde un extremo de la molécula.
• Endonucleasas: actúan en sitios internos específicos.

Además:

1. Todas las ADN polimerasas requieren un molde.
2. Es necesario un cebador con un grupo 3'-hidroxilo libre al cual puedan añadirse nucleótidos.
3. La replicación del ADN es muy precisa, obteniéndose un grado extraordinario de fidelidad. Existe un mecanismo interno, la actividad exonucleasa, que realiza una segunda comprobación de cada nucleótido una vez ha sido añadido.

Replicación en *E. coli*

Más del 90% de la ADN polimerasa de *E. coli* es la ADN polimerasa I, aunque no es la enzima principal para la replicación del cromosoma bacteriano. La búsqueda de polimerasas llevó al descubrimiento de la ADN polimerasa II (implicada en la reparación del ADN) y de la ADN polimerasa III (enzima principal en la replicación de *E. coli*). La polimerasa I realiza funciones de limpieza durante el proceso de replicación.

La ADN polimerasa III es más compleja que la I; sus actividades de polimerización y corrección de pruebas residen en las subunidades alfa y épsilon. Además de las polimerasas, la replicación de *E. coli* necesita más de 20 enzimas y proteínas diferentes.

Inicio

El componente clave es DNAA, que reconoce y desnaturaliza el ADN de la región de las tres repeticiones de las 13 pares de bases ricas en AT. La DNAB se une a esta región, actuando como helicasa, desenrollando el ADN y creando dos horquillas, mientras una girasa alivia la tensión superficial.

Elongación

La elongación comprende dos operaciones: la síntesis de la cadena conductora y la síntesis de la cadena rezagada. A partir de este punto, las síntesis de una y otra son distintas.

Terminación

Las dos horquillas de replicación del cromosoma de *E. coli* se encuentran en una región terminal que contiene múltiples copias de una secuencia de 20 pares de bases llamada TER, sitios de unión para la proteína TUS, que puede detener la horquilla de replicación.