Replicación del ADN: Proceso, Elementos y Funciones Clave
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La replicación del ADN es el proceso por el cual, a partir de una molécula de ADN progenitora, se sintetizan dos nuevas moléculas de ADN hijas de secuencia idéntica a la del ADN original. Es decir, permite al ADN duplicarse.
Elementos de la Replicación del ADN
ADN Polimerasas
Son las enzimas responsables de la síntesis de las cadenas hijas del ADN. Tienen actividad polimerasa 5' -> 3', pues alargan la cadena nucleotídica por adición de nucleótidos en su extremo 3' OH. Cada tipo de ADN polimerasa desempeña una función específica, pero todas ellas comparten las mismas propiedades fundamentales.
ARN Primasa
Es una ARN polimerasa ADN-dirigida, es decir, se trata de una polimerasa que sintetiza cadenas cortas de ARN usando como molde una cadena de ADN. Esas cadenas de ARN son los cebadores que proporcionan los extremos 3'OH libres que necesitan las ADN polimerasas para comenzar a sintetizar.
Nucleasas
Son enzimas que introducen cortes en las cadenas de ADN; para ello, hidrolizan los enlaces fosfodiéster que unen a los nucleótidos en el ácido nucleico. Pueden ser exonucleasas y endonucleasas:
- Las exonucleasas eliminan nucleótidos a partir de los extremos de las cadenas de ADN.
- Las endonucleasas introducen cortes en el interior de las cadenas.
Helicasas
Inducen el desenrollamiento y separación de las dos cadenas de ADN complementarias en el origen de la replicación.
Dos helicasas trabajan simultáneamente desenrollando las cadenas de ADN en sentidos opuestos a partir del origen. De esta forma se genera una burbuja de replicación que tiene dos mitades. Cada mitad de la burbuja se llama horquilla de replicación.
Topoisomerasas
Eliminan las tensiones de superenrollamiento generadas en la doble hélice del ADN, a medida que las horquillas de replicación avanzan.
Actúan cortando las cadenas para, volver a empalmarlas mediante enlaces fosfodiéster.
La topoisomerasa mejor estudiada es la girasa del ADN.
ADN Ligasas
Catalizan la formación de un enlace éster fosfórico entre el grupo 5' fosfato de un nucleótido de una cadena y el 3' OH de la desoxirribosa del nucleótido de una cadena contigua. Así, son capaces de sellar roturas en las cadenas de ADN y restablecer la continuidad en las mismas.
Las ADN polimerasas poseen actividad exonucleasa, pero no endonucleasa.