Mapa conceptual y resúmen REPLICACIÓN Y DUPLICACIÓN DE ADN
Mapa conceptual
Los genes son esenciales para la vida, codificando proteínas y ARN. La replicación de ADN es crucial para la herencia genética y la supervivencia celular, implicando enzimas como la ADN polimerasa. Virus y bacterias pueden impactar la salud, con los primeros integrándose en el genoma y los segundos replicándose intracelularmente. La preparación para la replicación y las etapas de este proceso son fundamentales para la continuidad de la vida.
Resumen
Esquema
Genética y la Importancia de los Genes
Los genes son unidades fundamentales de la herencia, compuestos por segmentos de ADN y, en algunos virus, por ARN. Estos genes albergan la información genética necesaria para la síntesis de proteínas y moléculas de ARN que desempeñan funciones críticas en el organismo. El genoma humano, organizado en 23 pares de cromosomas, contiene entre 20.000 y 25.000 genes que codifican proteínas, representando cerca del 1-2% del total del ADN. El resto del genoma incluye secuencias no codificantes, como los intrones y regiones reguladoras, que son esenciales para la regulación de la expresión génica y el mantenimiento de la integridad genómica.El Proceso Semiconservativo de la Replicación del ADN
La replicación del ADN es un proceso vital que asegura la transmisión de la información genética de una célula a sus descendientes. Se caracteriza por ser semiconservativa, ya que cada cadena de la doble hélice original sirve de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. La replicación comienza en puntos específicos llamados orígenes de replicación y procede en dos direcciones opuestas. La enzima ADN polimerasa es esencial en este proceso, ya que cataliza la adición de nucleótidos a la cadena en crecimiento, utilizando cebadores de ARN y requiriendo iones de magnesio para su actividad catalítica.Preparación de la Doble Hélice para la Replicación
Antes de la replicación, la doble hélice de ADN debe ser desenrollada, un proceso facilitado por las helicasas, que rompen los puentes de hidrógeno entre las bases nitrogenadas. La topoisomerasa alivia la tensión superhelical que se genera al desenrollar el ADN, cortando y religando las cadenas de ADN. Proteínas de unión a hebras simples, como las SSB, se adhieren a las hebras de ADN separadas para evitar su reanudación y protegerlas de la degradación, estableciendo así las condiciones necesarias para la replicación eficiente del ADN.La Complejidad de la ADN Polimerasa y la Iniciación de la Replicación
La ADN polimerasa, en particular la Polimerasa III en bacterias, es un complejo enzimático que incluye múltiples subunidades con funciones especializadas, como la actividad exonucleasa para la corrección de errores. Sin embargo, la ADN polimerasa no puede iniciar la síntesis de ADN de novo, por lo que requiere de un cebador de ARN sintetizado por la primasa para comenzar la elongación. La formación del cebador es un paso esencial para la iniciación de la replicación del ADN.Etapas de la Replicación del ADN: Iniciación, Propagación y Terminación
La replicación del ADN se desarrolla en tres etapas principales: iniciación, elongación y terminación. La iniciación ocurre una sola vez por ciclo celular y es rigurosamente controlada por proteínas iniciadoras como DnaA en bacterias, que reconocen secuencias específicas en el origen de replicación y facilitan la formación del complejo de replicación o replisoma. Durante la elongación, se sintetizan los fragmentos de Okazaki en la hebra rezagada y la ADN polimerasa III los une. En la terminación, las horquillas de replicación convergen y la ADN ligasa sella los espacios restantes, completando la duplicación del genoma.
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1. GENES
DEFINICIÓN DE GEN
UN GEN ES UN SEGMENTO DE ADN O ARN QUE CODIFICA LA INFORMACIÓN PARA PRODUCIR UN PRODUCTO BIOLÓGICO FUNCIONAL
GENOMA HUMANO
COMPOSICIÓN DEL GENOMA HUMANO
EL GENOMA HUMANO ESTÁ COMPUESTO POR 3,2 BILLONES DE PARES DE BASES Y 20.000 A 25.000 GENES EN 23 PARES DE CROMOSOMAS
TAMAÑO DEL GENOMA HUMANO
EL GENOMA HUMANO TIENE UNA LONGITUD DE 2X1011 KM, EQUIVALENTE A 1,5X108 KM DE DISTANCIA ENTRE EL SOL Y LA TIERRA O 4X104 KM DE CIRCUNFERENCIA DE LA TIERRA
PORCENTAJE DE GENES EN EL GENOMA HUMANO
SOLO EL 30% DEL GENOMA HUMANO CORRESPONDE A GENES, INCLUYENDO EXONES E INTRONES
2. VIRUS Y BACTERIAS
TRANSFORMACIÓN DE ARN A ADN EN RETROVIRUS
LOS RETROVIRUS TIENEN LA CAPACIDAD DE TRANSFORMAR ARN EN ADN
INCORPORACIÓN DE VIRUS AL GENOMA
LOS VIRUS PUEDEN INCORPORARSE AL GENOMA DE LA CÉLULA HUÉSPED Y UTILIZARLA PARA REPLICARSE Y PRODUCIR PARTÍCULAS INFECTANTES
BACTERIAS INTRACELULARES
ALGUNAS BACTERIAS PUEDEN INVADIR CÉLULAS PERO NO INCORPORAR SU ADN
CICLO CELULAR
LA DUPLICACIÓN DE ADN OCURRE ANTES DE LA MITOSIS, EN LA FASE S DEL CICLO CELULAR
3. PREPARACIÓN PARA LA REPLICACIÓN
SEPARACIÓN DE LA DOBLE HÉLICE
LAS PROTEÍNAS Y FACTORES CON FUNCIÓN HELICASA SE ENCARGAN DE SEPARAR LAS HEBRAS DE LA DOBLE HÉLICE DEL ADN
REDUCCIÓN DE LA TENSIÓN EN LA HEBRA NO SINTETIZADA
FUNCIÓN DE LA TOPOISOMERASA
LA TOPOISOMERASA CORTA Y VUELVE A UNIR LA DOBLE HÉLICE DEL ADN PARA REDUCIR LA TENSIÓN GENERADA DURANTE LA SEPARACIÓN DE LAS HEBRAS
ESTABILIZACIÓN DE LA HEBRA SEPARADA
FUNCIÓN DE LOS FACTORES ESTABILIZANTES MONOCATENARIOS
LOS FACTORES ESTABILIZANTES MONOCATENARIOS SE UNEN A LA HEBRA SEPARADA DEL ADN PARA EVITAR QUE SE VUELVA A UNIR CON LA OTRA HEBRA Y MANTENERLA ESTABLE DURANTE LA REPLICACIÓN
4. COMPONENTES DE LA ADN POLIMERASA
ESTRUCTURA DE LA ADN POLIMERASA III
LA ADN POLIMERASA III ESTÁ COMPUESTA POR 13 SUBUNIDADES FORMADAS POR 9 PROTEÍNAS DISTINTAS, CADA UNA CON FUNCIONES ESPECÍFICAS
FUNCIONES DE LAS SUBUNIDADES DE LA ADN POLIMERASA III
CORE
LA SUBUNIDAD CORE DE LA ADN POLIMERASA III ES RESPONSABLE DE LA SÍNTESIS DE ADN DURANTE LA REPLICACIÓN
HELICASA
LA SUBUNIDAD HELICASA DE LA ADN POLIMERASA III ACTÚA COMO UNA HELICASA, DESENROLLANDO EL ADN DURANTE LA REPLICACIÓN
EXONUCLEASA
LA SUBUNIDAD EXONUCLEASA DE LA ADN POLIMERASA III SE ENCARGA DE CORREGIR ERRORES DURANTE LA SÍNTESIS DE ADN
5. ETAPAS DE LA REPLICACIÓN DEL ADN
INICIACIÓN
FUNCIÓN DEL SITIO ORIC
EL SITIO ORIC ES EL LUGAR DE RECONOCIMIENTO PARA QUE COMIENCE LA REPLICACIÓN DEL ADN
PROTEÍNAS INVOLUCRADAS EN LA INICIACIÓN
ADEMÁS DE LA ADN POLIMERASA, INTERVIENEN OTRAS PROTEÍNAS COMO DNAA, HU Y DNAC EN EL PROCESO DE INICIACIÓN DE LA REPLICACIÓN DEL ADN
PROPAGACIÓN
FUNCIÓN DE LOS FACTORES ESTABILIZADORES SSB Y LA DNA PRIMASA
LOS FACTORES ESTABILIZADORES SSB Y LA DNA PRIMASA AYUDAN EN LA SÍNTESIS DE FRAGMENTOS DE OKAZAKI DURANTE LA REPLICACIÓN DEL ADN
SÍNTESIS DE FRAGMENTOS DE OKAZAKI
FUNCIÓN DE LA PRIMASA
LA PRIMASA SE ENCARGA DE SINTETIZAR UN CEBADOR DE ARN PARA CADA NUEVO FRAGMENTO DE OKAZAKI DURANTE LA REPLICACIÓN DEL ADN
FUNCIÓN DE LA ADN POLIMERASA III
LA ADN POLIMERASA III SE ENCARGA DE EXTENDER CADA CEBADOR DE ARN DURANTE LA SÍNTESIS DE FRAGMENTOS DE OKAZAKI
FUNCIÓN DE LA ADN LIGASA
LA ADN LIGASA SE ENCARGA DE SELLAR LOS "NICKS" RESULTANTES EN LA CADENA REZAGADA DURANTE LA SÍNTESIS DE FRAGMENTOS DE OKAZAKI
TERMINACIÓN
LA REPLICACIÓN DEL ADN TERMINA CUANDO LAS DOS HORQUILLAS DE REPLICACIÓN SE ENCUENTRAN EN UNA REGIÓN TERMINAL QUE CONTIENE MÚLTIPLES COPIAS DE UNA SECUENCIA LLAMADA TER
REPLICACIÓN Y DUPLICACIÓN DE ADN
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00
Los genes son fragmentos de ______ o ______ que llevan la información para crear un producto biológico.
ADN
ARN
01
Naturaleza semiconservativa de la replicación
Cada hebra de ADN original se conserva y actúa como plantilla para una nueva hebra complementaria.
02
Direccionalidad bidireccional de la replicación
La replicación del ADN avanza en dos direcciones opuestas desde un punto de origen único.
