ADN
REPLICACIÓN
El
ácido desoxirribonucleico (ADN) es el principal componente de los
CROMOSOMAS, en él radica toda la información hereditaria. A su vez
cada cromosoma se encuentra integrado por unidades de material
hereditario llamados GENES.
La
estructura del ADN fue descubierta por Watson, Crick y Franklin en
Cambridge Inglaterra en 1953. El ADN esta formado por dos largas
cadenas de nucleótidos colocados en forma de espiral paralela por lo
que son estructuralmente independientes.
Cada
una de las cadenas esta formada por cientos o miles de nucleótidos.
Las bases púricas o pirimídicas están enlazadas por débiles
puntes de hidrógeno. La unión de las bases se realiza sólo Adenina
con Timina (A-T); la Citosina con la Guanina (C-G), es decir, una
base púrica se enlaza con una base pirimídica : A-T, T-A, G-C,
C-G.
Estructura.
Los
monómeros o nucleótidos que forman los ácidos nucleicos, están
formados, a su vez, por un grupo fosfato, un azúcar de cinco
carbonos o pentosa que se une a una base nitrogenada púrica o
pirimídica, La pentosa del ADN es la desoxirribosa y la pentosa del
ARN es la ribosa.
Los nucleótidos se unen por medio de grupos fosfato, que enlazan al carbono número cinco de una pentosa con el carbono número tres de la pentosa siguiente, las bases nitrogenadas se conectan en el primer carbono del azúcar.
Las bases nitrogenadas púricas son la Adenina, y la Guanina; las pirimídicas son la Citosina y la Timina.
Replicación
A
la replicación del ADN consiste en fabricar una copia de una de las
cadenas de ADN.
1.-
Cuando el ADN va a replicarse (fase S del ciclo celular), se estiran
las cadenas espirales.
2.-
Poco a poco, estas bandas se abren con presencia de una enzima que
deshace los enlaces de hidrógeno.
3.-
Cada cadena sirve como molde para que los nucleótidos que la forman
se unan a nucleótidos nuevos que les corresponden de acuerdo con su
base nitrogenada, es decir una base púrica sólo puede enlazarse con
una pirimídica y viceversa.
4.-
Al final resultan cuatro cadenas: las dos que sirvieron como molde
más las dos nuevas. Cada cromátida tendrá en su ADN una cadena
vieja y una cadena nueva; la vieja se le llama parental. A este
fenómeno se le llama Replicación semiconservativa
La replicación del ADN comienza en lugares específicos de replicación que corresponden a los genes que contienen el código genético para la síntesis de una proteína.
La
replicación se inicia cuando una enzima llamada Topoisomerasa se
acopla a la doble hélice y la prepara para la separación de cada
una de las cadenas, la cual se lleva a cabo por medio de otra enzima
llamada Helicasa. Esta enzima deshace los puentes de hidrógeno de
las bases nitrogenadas.
La
replicación procede entonces, pero solo en la dirección 5' 3'.
Estos números primados se refieren a los átomos de carbono de los
azúcares de los nucleótidos, es decir la orientación 5' 3'
corresponde a la unión del primer grupo fosfato con el carbono 5 del
azúcar y el siguiente grupo fosfato se une al carbono 3 del azúcar
y así sucesivamente.
En
cambio, la hebra parental se orienta al revés, es decir el primer
grupo fosfato se une al carbono 3 del azúcar y el siguiente grupo
fosfato se une al carbono 5 del azúcar.
Una
vez que la topoisomerasa orienta la doble hélice en la dirección
correcta, la helicasa separa las cadenas, después, otra enzima
llamada ADN polimerasa III, comienza a pegar los nucleótidos que se
hallan presentes en el núcleo en forma suelta, de acuerdo con el
alfabeto de bases de la cadena parental.
Debido
a la orientación 5' 3' una de las cadenas siempre va retrasada con
respecto a la otra y la síntesis de esta última cadena se produce
en fragmentos denominados fragmentos de Okazaki. Otra enzima llamada
ligasa se encarga de unir estos fragmentos, de tal manera que al
final tenemos cuatro cadenas de ADN, una de las cadenas proviene
del material parental y la otra en la nueva cadena sintetizada.
Asi pues, cuando se ha duplicado el DNA, la célula procede a su división (mitosis) con el material genético original. Cabe hacer notar que en este proceso puede haber errores de copia de alguna de las bases, dando origen a mutaciones que en muchos casos suelen ser fatales, toda vez que la información del código genético es muy precisa para la construcción de proteínas, y un error en la secuencia de las bases suele hacer que esta proteína no sea viable. Ante esta eventualidad, la replicación del ADN presenta mecanismos para la reparación de los errores en la copia, sin embargo algunas veces éstos no pueden ser corregidos.
Para
ver una explicación muy completa este proceso ve los siguientes
vídeos:
Replicación
del ADN - Biología - Educatina
Replicación
del ADN avanzada I - Biología - Educatina
Replicación del ADN avanzada II - Biología - Educatina
Para
ver una animación completa del proceso pulsa el siguiente enlace:
http://www.johnkyrk.com/DNAreplication.html
Para ver una explicación animada completa con ejercicios y autoevaluación pulsa el siguiente enlace:
The biology place DNA Structure and Replication
Para ver una explicación animada completa con ejercicios y autoevaluación pulsa el siguiente enlace:
The biology place DNA Structure and Replication
Para bajar la lección pulsa el siguiente enlace:
