biotecnologia

REPLICACIÓN DEL ADN
El significado genético de la replicación es el de conservar la información genética. La estructura
del ADN en doble hélice permite comprender como dicha molécula puede dar lugar a copias sin
perder su conformación. En principio, las dos hebras deberían separarse. Después, mediante la
acción de otra enzima, a partir de desoxirribonucleótidos sueltos y según lacomplementariedad
de bases, podría irse construyendo las hebras complementarias de las dos hebras “modelo”
iniciales.
MODELO DE REPLICACIÓN PROPUESTO
Para explicar este proceso se propusieron tres hipótesis:
Hipótesis Semiconservativa sobre la duplicación del ADN se debe a Watson y Crick. En ella se
sostiene que, en las dos moléculas de ADN de doble hélice hijas, una de las hebras sería la antigua
yotra la moderna.

REPLICACIÓN “IN VIVO” DEL ADN
La enzima que lleva a cabo la replicación del ADN es la ADN polimerasa, esta enzima tiene unos
requerimientos específicos para trabajar, que le imponen restricciones:
1. Sólo añade nucleótidos en la dirección 5’→3’.
2. Necesita para poder empezar a copiar y unir nucleótidos a un molde de ADN.
3. Necesita un pequeño trocito de ARN al cual unirlos nucleótidos, ya que ella no puede
empezar a unir los nucleótidos sin tener una pequeña cadena ya formada.
4. Utiliza nucleótidos trifosfato.
Dadas las necesidades de esta enzima y sabiendo que la molécula de ADN está formada por dos
hebras antiparalelas, se plantea un problema en la cadena de ADN que ve en la dirección 5’→ 3’,
porque aquí la enzima estaría trabajando en la direccióncontraria, y sin embargo, se observa que
las dos hebras se van replicando. La solución al dilema la dio el descubrimiento, en 1968, por

Okazaki de unos fragmentos constituidos por unos 50 nucleótidos de ARN y entre 1.000 y 2.000
nucleótidos de ADN, denominados fragmentos de Okazaki. Así se podía explicar cómo se copia
esta cadena, siendo de forma discontinua en la dirección 5’→3’ y la otra cadenade forma
continua. También quedaba solucionado el problema de que la enzima necesitara una cadena de
ARN a la cual unir los nucleótidos.

Veamos ahora como se lleva a cabo el proceso:
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Existe una secuencia de nucleótidos en el ADN llamada origen de replicación que actúa
como señal de iniciación.
Las cadenas de ADN están unidas por puentes de hidrógeno, que debemos romper para
facilitarla separación de las cadenas para ser copiadas, esta separación la lleva a cabo las
enzimas helicasas.

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Como el desenrollamiento de la doble hélice da lugar a superenrollamientos en el resto de
la molécula, capaces de detener el proceso, se hace preciso la presencia de las enzimas
topoisomerasas que eliminen las tensiones en la fibra.
A continuación, para evitar que las doshebras vuelvan a reunirse y formar los puentes de
hidrógeno se colocan unas proteínas llamadas SSB (Single-Strand DNA Binding proteins),
que estabilizan las cadenas sencillas.

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El proceso es bidireccional, es decir, hay una helicasa trabajando en un sentido y otra
trabajando en sentido opuesto. Se forman pues las llamadas burbujas u ojos de
replicación.

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Como ninguna ADN-polimerasapuede actuar sin cebador, interviene primero una ARN
polimerasa (primasa) que si lo puede hacer, sintetiza un corto fragmento de ARN de unos
10 nucleótidos denominado primer que actúa como cebador.

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Después interviene la ADN polimerasa III, que a partir de este cebador comienza a
sintetizar en dirección 5’→ 3’ una hebra de ADN partir de nucleótidos trifosfato. La energíanecesaria para el proceso es aportada por los propios nucleótidos que pierden dos de sus
fósforos. Esta nueva hebra se sintetiza en el sentido que se abre la horquilla de
replicación, es de crecimiento continuo y se denomina hebra conductora.
Sobre la otra hebra (hebra discontinua o retardada) la ARN polimerasa sintetiza unos 40
nucleótidos de ARN en un punto que dista unos 1.000 nucleótidos...