Replicación del ADN en Procariotas: Enzimas y Proceso Detallado

Replicación del ADN en Procariotas: Enzimas y Proceso

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual, a partir de una molécula de ADN progenitora, se sintetizan dos moléculas hijas con la misma secuencia que el ADN original. Este proceso es fundamental para la transmisión de la información genética.

Enzimas Involucradas en la Replicación en Procariotas

Diversas enzimas juegan un papel crucial en la replicación del ADN en procariotas:

• ADN polimerasa: Enzimas encargadas de catalizar la formación de los enlaces fosfodiéster en sentido 5' → 3'. Son esenciales para la síntesis de las nuevas cadenas de ADN.
• Helicasa: Enzimas que rompen los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las bases complementarias. Su función es abrir la doble hélice del ADN, permitiendo el acceso a las otras enzimas. Como consecuencia, se produce un superenrollamiento en el resto de la molécula de ADN.
• Topoisomerasas: Enzimas que modifican la topología del ADN. Eliminan las tensiones generadas por el superenrollamiento, cortando una o ambas hebras de ADN y, una vez eliminadas las tensiones, uniéndolas nuevamente.
• Primasa: Cataliza la formación de un fragmento corto de ARN, conocido como cebador o primer, que proporciona un extremo 3' libre para que la ADN polimerasa pueda iniciar la síntesis.
• Proteínas SSB (Single-Stranded Binding Proteins): Proteínas que se unen a las cadenas de ADN una vez separadas, evitando que se vuelvan a unir o que formen estructuras secundarias que dificulten la replicación.
• ADN ligasa: Enzima que une fragmentos de ADN adyacentes mediante la formación de un enlace fosfodiéster.

Síntesis de la Cadena Discontinua

La síntesis de la cadena discontinua, también conocida como cadena rezagada, es un proceso más complejo que la síntesis de la cadena continua (cadena líder). Requiere los siguientes pasos:

1. Síntesis del cebador y elongación: Para que la replicación comience, es necesario un fragmento cebador. En la replicación discontinua, se genera un nuevo cebador para cada fragmento de Okazaki. Este cebador es sintetizado por la ARN polimerasa (primasa). Posteriormente, la ADN polimerasa III sintetiza el fragmento de Okazaki.
2. Eliminación del cebador y relleno del hueco: La ADN polimerasa I posee actividad exonucleasa 5' → 3', que le permite eliminar los ribonucleótidos del cebador, y actividad polimerasa 5' → 3', que le permite sustituirlos por desoxirribonucleótidos, rellenando el hueco dejado por el cebador.
3. Ligación: La ADN ligasa une los fragmentos de Okazaki adyacentes mediante enlaces fosfodiéster, formando una cadena continua.

Fases de la Replicación en Procariotas

1. Inicio de la Replicación

   La replicación comienza en regiones específicas del ADN conocidas como orígenes de replicación. Estas regiones son secuencias de nucleótidos particulares. Para comenzar, se necesita una pequeña cadena de ARN, sintetizada por la enzima ARN primasa, que actúa como cebador. En la cadena retardada (discontinua), se necesita un cebador para cada fragmento de Okazaki.

2. Separación de las Cadenas

   En esta fase intervienen las helicasas, que rompen los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las bases complementarias. Esta separación provoca superenrollamiento en las zonas vecinas, por lo que existen otras enzimas (topoisomerasas) que rebajan la tensión.