Célula

Replicación, transcripción y Técnicas de estudio del DNA

REPLICACIÓN
El proceso de replicación del DNA se refiere a la capacidad de una célula para mantener el orden en un ambiente caótico mediante la duplicación precisa de la enorme cantidad de información genética transportada en su DNA. Este proceso de duplicación debe producirse antes de que la célula se divida en dos células hijasgenéticamente idénticas. El mantenimiento del orden en una célula también requiere de la vigilancia y reparación de su información genética cuando el DNA es dañado por agentes químicos y radiación del medio ambiente, y por accidentes y moléculas reactivas que se forman dentro de la célula. Cada célula contiene una maquinaria compleja para copiar con precisión su información genética almacenada, comotambién enzimas especializadas para la reparación del DNA cuando es dañado. Estas enzimas catalizan algunos de los procesos más rápidos y precisos que tienen lugar dentro de las células, y sus acciones reflejan la elegancia y eficiencia de la química celular.
ALBERTS, 195
Replicación semiconservativa
Durante la replicación, la doble hélice se desenrolla y cada una de las cadenas parentalessirve como un molde para la síntesis de una cadena complementaria nueva. En la replicación semiconservadora, cada dúplex descendiente contiene una cadena de la estructura parental. En esta replicación, las cadenas pesadas progenitoras originales deben permanecer intactas y presentes en las moléculas de DNA híbridas que representan cada vez un porcentaje más y más pequeño del DNA total. La replicaciónsemiconservadora sucede también en células eucariotas.
KARP, 591-592.

DNA Polimerasa

En el corazón de la maquinaria de replicación se encuentra una enzima llamada DNA polimerasa, esta sintetiza nuevo DNA utilizando una de las cadenas antiguas como un molde. Esta enzima cataliza el agregado de nucleótidos al extremo 3’ de la cadena de DNA en crecimiento mediante la formación de enlacesfosfodiéster entre ese extremo y el grupo fosfato 5’ del nucleótido que está incorporándose. Los nucleótidos ingresan en la reacción inicialmente como nucleósidos trifosfatos ricos en energía, que proporcionan la energía para la reacción de polimerización. La hidrólisis de un enlace fosfoanhídrido en el nucleósido trifosfato aporta la energía para la reacción de condensación que une al monómero denucleótido a la cadena y libera el pirofosfato. La DNA polimerasa acopla la liberación de esta energía a la reacción de polimerización. El pirofosfato es hidrolizado después en fosfato inorgánico, que torna efectivamente irreversible a la reacción de polimerización.
La DNA polimerasa no se separa del DNA cada vez que agrega u n nuevo nucleótido a la cadena en crecimiento, sino que está asociadacon del DNA y se mueve a lo largo de la cadena molde paso a paso por muchos ciclos de reacción de polimerización.
Durante la síntesis de DNA, la DNA polimerasa hace corrección de pruebas de su propio trabajo. Si se agrega un nucleótido incorrecto a la cadena en crecimiento, la DNA polimerasa romperá la unión de éste a la cadena y lo remplazará con el nucleótido correcto antes de continuar.ALBERTS, 201 y 203.

DNA ligasa

Para producir una cadena continua de DNA nueva a partir de muchas partes separadas de RNA y DNA producidas sobre la cadena retrasada, se necesitan tres enzimas adicionales. Éstas actúan rápidamente para eliminar el RNA cebador, remplazarlo con DNA y unir fragmentos de DNA entre sí; una nucelasa rompe y separa el RNA cebador, una DNA polimerasa, denominadapolimerasa reparadora, remplaza el RNA con DNA (utilizando los fragmentos de Okazaki adyacentes como cebadores), y la enzima DNA ligasa une el extremo 5’-fosfato de un nuevo fragmento de DNA al extremo 3’ –hidroxilo del siguiente. Se requiere ATP o NADH para la actividad de la ligasa.

ALBERTS, 205-206.

Fragmentos de Okazaki, Tira continua y tira rezagada

Las moléculas de DNA en vías de...