Mapa conceptual y resúmen REPLICACIÓN Y DUPLICACIÓN DE ADN

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.