Bioquimica
La reproducción del ADN produce dos copias idénticas del ADN original. A este modo de replicación del ADN se le conoce como semiconservativa porque una de las dos hebras originales se conserva en cada una de las dos moléculas.
La replicación del ADN es bidireccional
La replicación de las moléculas de ADN comienza en una o más regiones específicas denominadas elorigen (s) de replicación y, a excepción de ciertos cromosomas bacteriófagos y plásmidos, producen en ambas direcciones desde este origen.
La replicación bidireccional implica dos horquillas de replicación que se mueven en direcciones opuestas.
La replicación bidireccional predice que, si los nucleótidos marcados radiactivamente son proporcionados como sustratos para una nueva síntesis de ADN, ambashorquillas de replicación serán marcados radiactivamente.
La replicación requiere desenrollar la hélice de ADN
La replicación semiconservativa depende en desenrollar el ADN de doble hélice para exponer plantillas de hebras solas para la acción de la polimerasa
Para una doble hélice a desenrollarse, o bien debe girar alrededor de su eje (mientras que los extremos de sus cadenas se mantienefijos), o deben ser introducidos superenrollamientos positivos, uno para cada vuelta de la hélice que se desenrolla.
ADN girasa, una topoisomerasa de tipo II, actúa para superar la tensión de torsión impuesta sobre el desenrollado. El ADN girasa introduce superenrollamientos negativos a expensas de la hidrólisis de ATP.
La anulación de reacción está impulsada por helicasas, una clase de proteínas quecatalizan el ATP-dependiente del desenrollado de dobles hélices del ADN.
Una molécula de helicasa requiere una región de cadena simple para la unión. Entonces se mueve a lo largo de la cadena sencilla, desenrollando el ADN de doble cadena en un proceso dependiente de ATP.
Al menos diez ADN helicasas distintos involucrados en diferentes aspectos de ADN y el metabolismo del RNA se han encontradoen E. coli solamente.
Replicación del DNA es semidescontinuo
La enzima que lleva acabo la replicación de ADN es la ADN Polimerasa
Esta enzima utiliza ADN de cadena simple (ssDNA) como una plantilla y hace una cadena complementaria mediante la polimerización de desoxinucleótidos en el orden especificado para su apareamiento de bases con las bases en la plantilla
La ADN polimerasa solosintetiza ADN en dirección 5´ 3´
¿Cómo ADN polimerasa copia la cadena principal que se ejecuta en el 5 → 3?
Fragmentos de 1000 a 2000 nucleótidos de longitud, llamado los fragmentos de Okazaki
Modelo de ADN semidescontinuo
La hebra esta formada por fragmentos de okazaki
En 1967, el equipo de investigadores de Okazaki sugirieron que, al no haberse encontrado mecanismo capaz de replicarel ADN en dirección 3' 5’, el único enzima capaz de realizar el proceso es la ADN polimerasa y únicamente en el sentido 5'3'. La hipótesis defendida por este equipo era que si el proceso era discontinuo, cadenas cortas de ADN sintetizadas en el punto de replicación en sentido 5’ 3’ podían ser unidas posteriormente.1
Para distinguir experimentalmente el método de replicación del ADN, el equipomarcó radiactivamente áreas recién replicadas de cromosomas de E. coli y extrajeron el ADN. Un gran número de cadenas cortas de ADN mostraba que la replicación era discontinua. La hipótesis fue posteriormente refrendada por el descubrimiento de la ligasa, una enzima que une entre sí cortas secuencias de ADN
Colocó células de Escherichia coli durante 30 segundos en un medio que contenía [3H] Timina;posteriormente, centrifugó las células en un medio básico y obtuvo fragmentos de ácidos nucleicos de 7 y 11S (Svedvergs, unidades de densidad), lo que significaba que contenían entre 1X103 y 2X103 nucleótidos. Después verifico el efecto del tiempo en la incubación y encontró que el tamaño de los fragmentos era proporcional al tiempo, a estos fragmentos se les denomina fragmentos de Okazaki.
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