miércoles, 6 de octubre de 2010

REPLICACION

REPLICACIÓN, TRANSCRIPCIÓN Y TRADUCCIÓN

1. Herencia y replicación del ADN

El ADN posee la información necesaria para transmitir los caracteres de una especie de generación en generación y conseguir la supervivencia de la especie. Por lo tanto la molécula de ADN constituye la base química de la herencia. La mayoría de las moléculas de ADN se encuentran en los cromosomas del núcleo de las células. El número de cromosomas depende de la especie, así por ejemplo, las bacterias poseen un único cromosoma, mientras que las células humanas poseen 46 (23 de cada progenitor). La información genética en forma de ADN se organiza estructuralmente dentro del cromosoma arrollándose alrededor de ciertas proteínas (histonas) constituyendo asociaciones ADN-proteína denominadas nucleosomas.

Las cadenas de ADN de cada especie difieren en longitud y en la secuencia de las bases nitrogenadas, de tal manera que esta secuencia contiene la información genética característica de cada especie. La información genética debe reproducirse exactamente cada vez que la célula se divide. El proceso por el que las moléculas de ADN se copian a si mismas en el núcleo de las células recibe el nombre de replicación del ADN. La replicación pretende a partir de una cadena de ADN obtener dos iguales. Esta replicación es semiconservativa, cada una de las hebras progenitoras actúa como molde para la síntesis de una hebra nueva o hija.
La replicación se lleva a cabo gracias a la ADN polimerasa III, esta enzima cataliza la unión de los desoxinucleótidos trifosfato que son abundantes en el fluido del núcleo celular. Estos desoxinucleótidos trifosfato se desplazan hacia la parte desenrollada de la molécula de ADN y se colocan por complementariedad enfrente de la base que les corresponde (A=T; C=G) de la cadena que actúa como molde, y una vez que están en el sitio adecuado se unen entre si por acción de la polimerasa III. La adición de dos unidades nucleótidicas consecutivas tiene lugar mediante la unión del grupo hidroxilo del carbono 3`de un nucleótido con el grupo fosfato del extremo 5`del siguiente. El mecanismo por el que se produce esta unión es un ataque nucleofílico del grupo 3`-OH de un nucleótido al 5`-trifosfato del nulceótido adyacente, eliminándose el pirofosfato y formándose un enlace fosfodiéster. La polimerasa lee la hebra que hace de molde en el sentido 3` 5` y sintetiza la nueva hebra en el sentido 5` 3`. Esta enzima necesita para iniciar la síntesis un pequeño fragmento de nucleótidos que denominamos cebador. En la síntesis del cebador interviene un tipo de ARN polimerasa denominado primasa.

Durante el proceso de replicación, una de las cadenas madre se lee “bien” (en sentido 3` 5`) y, por lo tanto, la nueva cadena se sintetiza de corrido (hebra conductora), pero la otra está dispuesta en sentido contrario al que la polimerasa puede leer (hebra retardada). La solución a este problema es sintetizar la cadena en pequeños fragmentos en el sentido 5` 3`. Los cebadores son luego eliminados por la acción exonucleasa de la ADN polimerasa tipo I y los nuevos fragmentos resultantes son unidos por la acción de la ligasa, que elimina las mellas que quedan entre fragmentos. La secuencia de pasos implicados la replicación del ADN puede resumirse como sigue (Figura 2):

- Apertura de la doble hélice del ADN por acción de las helicasas.
- Sintesis de los cebadores para que la ADN polimerasa pueda actuar. Las enzimas implicadas denominan primasas.
- Se inicia la polimerización por acción de la ADN polimerasa III
- Cuando se alcanza el cebador del fragmento sintetizado anteriormente la Polimerasa I sustituye a la Pol III y, haciendo uso simultáneo de sus actividades exonucleasa (degradadadora de nucleótidos) y polimerasa, va sustituyendo los cebadores por el ADN correspondiente.
- Las ligasas cierran las mellas que hay entre cada dos fragmentos.

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