Replicación del DNA

Replicación del ADN

Las propiedades de la complementariedad de las bases fueron una de las características que más cautivó a los biólogos del siglo pasado cuando se descubrió la molécula de ADN. Esa complementariedad sugería que la replicación del ADN fuera llevada a cabo en base a esta propiedad, y se rompieron los paradigmas que sugería que alguna forma de proteína era la acarreadora de lainformación genética.
El evento de replicación resulta muy complicado desde la molécula más simple de ADN, que involucra muchas más enzimas que las anticipadas cuando se descubrió la primera DNA polimerasa. La replicación de cromosomas eucariontes largos y lineales es aún más complicada.

Iniciación de la replicación

Replicación comienza en el origen y usualmente procedebidireccionalmente
Usando autoradiografía, John Cairns mostró los primeros indicios del mecanismo de la replicación. De esta forma, pudo hacer el DNA de E. coli radioactivo haciendo a las células crecer en un medio con contenido de tritio. Al ser el DNA extraído, se pudo observar las características del DNA característico de E. coli, con el cual se pudieron dar explicaciones al mecanismo de la replicación. Apartir de este estudio, se pudieron observar lo que se llamó las horquillas de replicación, siendo éste el sitio de desenrolle del DNA, mismo donde se iniciará la replicación. El mismo estudio de Cairns demostró que la replicación procede bidireccionalmente, es decir, ambas hebras de DNA son replicadas simultáneamente y proceden en direcciones diferentes. El origen es aquella secuencia que indicarála iniciación de la replicación.

Secuencias genómicas de DNA específicas dirigen la iniciación de la replicación
La formación inicial de una horquilla de replicación requiere de la separación de las dos hebras de ADN para proporcionar una plantilla para la síntesis del RNA primer y el nuevo DNA. La separación de la doble hélice suele ser más sencilla en las terminaciones del cromosoma, aunquela síntesis de DNA generalmente se lleva a cabo en regiones internas. De esta forma, para cromosomas circulares, la falta de terminaciones en el cromosoma hace de la separación de las hebras un proceso esencial para la iniciación de la replicación.
Los sitios específicos en donde el DNA se desenrolla y se inicia la replicación son llamados orígenes de la replicación (origins of replication). Elnúmero de éstos puede cambiar en función de la naturaleza de cada organismo.

El modelo replicon en la iniciación de la replicación
En 1963 François Jacob, Sydney Brenner y Jacques Cuzin propusieron un modelo para explicar los eventos que controlaban la iniciación de la replicación en bacteria. Definieron todo el DNA replicado de un origen en particular como un replicon. Por ejemplo, comoel cromosoma simple hallado en E. coli tiene un único origen de replicación, el cromosoma entero es un replicon.
Este modelo propuso dos componentes que controlaban la iniciación de la replicación: el replicador y el iniciador. El replicador está definido como el conjunto de secuencias de modelos-cis de DNA que es suficiente para dirigir la iniciación de la replicación del DNA. Esto escontrastado con el origen de la replicación que es el sitio del DNA en donde el DNA es desenrollado y la síntesis de DNA inicia. Aunque el origen de la replicación es siempre parte del replicador, a veces el origen de la replicación solamente es una fracción de las secuencias de DNA requeridas para dirigir el inicio de la replicación (replicador).
El segundo componente del modelo es la proteínainiciadora. Esta proteína reconoce específicamente un elemento de DNA en el replicador y activa la iniciación de la replicación. Las proteínas iniciadoras han sido identificadas en muchos organismos distintos, incluyendo bacterias, virus y células eucariotas. Aunque estas proteínas no están emparentadas, todas ellas seleccionan los sitios que se convertirán en origen de replicación.
La proteína de...