Replicación del ADN: Mecanismos y Etapas de la Duplicación Celular

Replicación del ADN: Las Tres Etapas del Proceso

1. Iniciación: Formación de la burbuja de replicación

La replicación empieza a partir de una secuencia determinada del genoma llamada origen de la replicación. Esta secuencia es rica en adenina (A) y timina (T).

La adenina y la timina están unidas por dos puentes de hidrógeno; es decir, la unión entre ellas es más débil y, por eso, es más fácil de romper que en el caso de las uniones entre citosina (C) y guanina (G). Por lo tanto, es más sencillo que la replicación comience en regiones ricas en A y T, ya que es necesario separar las hebras de ADN para que el proceso pueda iniciarse. En este proceso intervienen las siguientes moléculas:

• Helicasas.
• Proteínas SSB.
• Topoisomerasas.

El resultado es la apertura de la burbuja de replicación con sus horquillas de replicación avanzando en sentidos opuestos. Cada burbuja de replicación constituye una unidad de replicación o replicón. En las células procariotas existe un único replicón en su cadena de ADN circular. En las células eucariotas, hay varios replicones a lo largo de sus cadenas de ADN lineal.

2. Elongación de las cadenas de ADN hijas

Las ADN polimerasas se unen a las cadenas molde de ADN recién separadas en la burbuja e inician la síntesis de las cadenas hijas complementarias. En cada horquilla de replicación se sintetizan una cadena adelantada y una cadena retrasada.

Síntesis de la cadena adelantada

La cadena adelantada es complementaria de la cadena molde 3' → 5' del ADN y se forma en el sentido de apertura de la horquilla. En este proceso intervienen:

• La ARN primasa: sintetiza el ARN cebador (primer).
• La ADN polimerasa III: cataliza la síntesis continua en sentido 5' → 3'.

Síntesis de la cadena retrasada

Esta cadena es complementaria de la cadena molde 5' → 3' del ADN, por lo que se sintetiza en forma de pequeñas piezas discontinuas de ADN, denominadas fragmentos de Okazaki, que se fabrican en el sentido inverso al de la apertura de la horquilla. La síntesis de esta cadena se realiza de la siguiente manera:

• La ARN primasa sintetiza el ARN cebador.
• La ADN polimerasa III cataliza la síntesis en sentido 5' → 3'.
• La ADN polimerasa I, gracias a su actividad exonucleasa 5' → 3' y polimerasa 5' → 3', pone en marcha una reacción llamada traslación de mella (nick translation).
• La ADN ligasa cataliza la formación del enlace fosfodiéster entre ambos extremos de la mella; esta se cierra y se obtiene una cadena completa de ADN.

3. Terminación: Separación de las dos moléculas hijas de ADN

Finalmente, el proceso concluye con la separación de las dos moléculas hijas de ADN resultantes, asegurando que cada célula hija reciba una copia idéntica del material genético.