Ebook Educativo 2020 ADN

El ADN helicasa separa las cadenas de ADN parentales
Para la replicación del ADN es necesario la acción de docenas de enzima. Una
enzima es el ADN helicasa, una “enzima que separa la hélice”. Junto con otras
enzimas afines, el ADN helicasa utiliza energía del ATP para romper los
puentes de hidrogeno entre pares de base complementarios que mantienen
unidas las dos cadenas de ADN parentales. Esta actividad separa y desenrolla
la doble hélice de ADN parental y forma una “burbuja” de replicación. En el
interior de la burbuja de replicación, las bases nucleótidos de las cadenas de
ADN parentales ya no están apareadas unas con otras. Cada burbuja de
replicación contiene dos “horquillas” de replicación donde las dos cadenas de
ADN parentales no se han desenrollado aún. Esta horquilla de replicación se
asemeja a una bifurcación de caminos. Imaginemos que viajamos por la doble
hélice del ADN parental, por un lado, de la burbuja de replicación. Al llegar a
una horquilla de replicación las dos cadenas de ADN se separan; en ese punto
debemos elegir si seguimos una cadena de ADN parental o la otra En las
células eucarióticas se forman muchas burbujas de replicación simultánea, en
cada cromosoma, al final de que todo el ADN se replique a tiempo, para que la
replicación celular ocurra como es debido. Esta burbuja crece a medida que la
replicación del ADN avanza, hasta que, finalmente, las burbujas se encuentran
al terminar la replicación.
La ADN polimerasa sintetiza cadenas nuevas de,ADN:
La ADN polimerasa (enzima que hace un polímero de ADN) desempeña un
papel crítico en la síntesis de nuevas cadenas de ADN. En cada horquilla de
replicación, El ADN polimeriza y otras enzimas sintetizan dos nuevas cadenas
de ADN que son complementarias respecto a las dos cadenas parentales.
Durante este proceso, la ADN polimerasa reconoce una base nucleotídica no
apareada de la cadena parental y la combina con un nucleótido libre que tiene
la base complementaria correcta. Por ejemplo, la ADN polimerasa aparea una
base de adenina expuesta, de la cadena parental, con una base de timina con
un nucleótido libre. A continuación, la ADN polimerasa cataliza la formación de
nuevos enlaces covalentes que ligan el fosfato de nucleótido libre entrante con
el azúcar de nucleótido previamente agregado en la cadena hija en
crecimiento. De esta forma, la ADN polimerasa sintetiza el esqueleto de
azúcar-fosfato de la cadena hija,
Una cadena de ADN se sintetiza en segmentos cortos que son unidos por la ADN ligasa
Al igual que otras enzimas, el ADN polimerasa es sumamente específica: solo puede agregar nuevos nucleótidos al extremo con
azúcar libre de la nueva cadena de ADN que esta formada. Debido a que las dos cadenas de la doble hélice de ADN parental están
orientadas en sentidos opuestos, las nuevas cadenas de ADN complementaria también deben ser sintetizadas en sentido opuesto,
por tanto, a medida que el ADN helicasa avanza a lo largo de la doble hélice de ADN parental separando sus cadenas, una ADN
polimerasa “avanza” en la misma dirección, agregando nucleótidos para formar una larga cadena hija continua de ADN. La segunda
ADN polimerasa debe “avanzar” en sentido opuesto, agregando nucleótidos a una segunda cadena de ADN hija. Sin embargo,
debido a que la doble hélice parental se desenrolla solo un poco cada vez, este ADN polimerasa no puede avanzar más que un
trecho breve, antes de encontrar una región de ADN que no esta desenrollada, donde se ve obligada a detenerse. Por consiguiente,
el ADN polimerasa debe sintetizar la cadena hija en segmentos pequeños. Estos segmentos son unidos entre si posteriormente por
otra enzima, el ADN ligasa. El proceso de unión se repite más de 10 millones de veces en el caso de un solo cromosoma humano,
hasta completar la síntesis de la cadena hija. El ADN ligasa también une las cadenas de ADN sintetizadas por horquillas de
replicación adyacente y desempeña un importante papel en la replicación del ADN que ha sido dañado por la luz solar.
Algunos experimentos recién arrojan nueva luz en la estructura del ADN polimerasa y en su interacción con las cadenas de ADN
parentales. La ADN polimerasa rodeada parcialmente la cadena de ADN parental, colocando a esta en posición dentro de un surco
de las estructuras del ADN polimerasa. Al parecer, EL ADN polimerasa tira de la cadena parental para hacerla pasar por este surco,
a medida que sintetiza la nueva cadena de ADN hija. Así pues, la ADN polimerasa parece hallarse fija, en tanto que la cadena de
ADN parental pasa a través de ella. Ambas unidades de ADN polimerasa están orientadas en el mismo sentido. Una de las cadenas
de ADN parentales pasa directamente a través del ADN polimerasa. Esta cadena parental puede ser usada por la ADN polimerasa
para sintetizar una nueva cadena complementaria larga y continua. Sin embargo, la otra cadena parental forma un lazo, a fin de
colocarse en la orientación correcta, respecto al ADN polimerasa. La nueva cadena de ADN que es complementaria a esta cadena
de ADN parental que forma el lazo, debe ser sintetizada en segmentos cortos..