Los ácidos nucleicos desempeñan un papel importante para garantizar la actividad vital de las células de los organismos vivos. Un representante importante de este grupo de compuestos orgánicos es el ADN, que lleva toda la información genética y es responsable de la manifestación de las características necesarias.
¿Qué es la replicación?
En el proceso de división celular, es necesario aumentar la cantidad de ácidos nucleicos en el núcleo para que no haya pérdida de información genética en el proceso. En biología, la replicación es la duplicación del ADN a través de la síntesis de nuevas hebras.
El objetivo principal de este proceso es transferir información genética a las células hijas sin cambios ni mutaciones.
Enzimas y proteínas de replicación
La duplicación de la molécula de ADN se puede comparar con cualquier proceso metabólico en la célula, que requiere las proteínas apropiadas. Dado que la replicación es un componente importante de la división celular en biología, muchos péptidos auxiliares están involucrados aquí.
La ADN polimerasa es la enzima de reduplicación más importante que es responsablepara la síntesis de la cadena hija del ácido desoxirribonucleico. En el citoplasma de la célula, en el proceso de replicación, es obligatoria la presencia de trifosfatos nucleicos, que aportan todas las bases nucleicas
Estas bases son monómeros de ácido nucleico, por lo que toda la cadena de la molécula se construye a partir de ellas. La ADN polimerasa es responsable del proceso de ensamblaje en el orden correcto; de lo contrario, todo tipo de mutaciones son inevitables.
- La primasa es una proteína responsable de la formación de un cebador en la cadena molde de ADN. Este cebador también se llama cebador, tiene la estructura del ARN. Para la enzima ADN polimerasa, es importante la presencia de monómeros iniciales, a partir de los cuales es posible la síntesis posterior de toda la cadena de polinucleótidos. Esta función la realiza el cebador y su correspondiente enzima.
- Helicase (helicasa) forma una horquilla de replicación, que es una divergencia de las cadenas de la matriz al romper los enlaces de hidrógeno. Esto facilita que las polimerasas se acerquen a la molécula y comiencen la síntesis.
- Topoisomerasa. Si imagina una molécula de ADN como una cuerda retorcida, a medida que la polimerasa se mueve a lo largo de la cadena, se formará un voltaje positivo debido a la fuerte torsión. Este problema lo resuelve la topoisomerasa, una enzima que rompe la cadena por un corto tiempo y despliega toda la molécula. Después de eso, el área dañada se cose nuevamente y el ADN no se estresa.
- Las proteínas Ssb se unen como grupos a las hebras de ADN en la horquilla de replicación para evitar que se vuelvan a formar enlaces de hidrógeno antes del final del proceso de reduplicación.
- Ligas. función enzimáticaconsiste en coser fragmentos de Okazaki en la hebra rezagada de la molécula de ADN. Esto sucede eliminando los cebadores e insertando monómeros de ácido desoxirribonucleico nativo en su lugar.
En biología, la replicación es un proceso complejo de varios pasos que es extremadamente importante en la división celular. Por lo tanto, el uso de varias proteínas y enzimas es necesario para una síntesis eficiente y correcta.
Mecanismo de duplicación
Hay 3 teorías que explican el proceso de duplicación del ADN:
- Conservadora afirma que una molécula hija del ácido nucleico tiene una naturaleza de matriz, y la segunda se sintetiza completamente desde cero.
- Semiconservador propuesto por Watson y Crick y confirmado en 1957 en experimentos con E. Coli. Esta teoría dice que ambas moléculas hijas de ADN tienen una hebra antigua y otra recién sintetizada.
- El mecanismo de dispersión se basa en la teoría de que las moléculas hijas tienen secciones alternas a lo largo de toda su longitud, que consisten en monómeros antiguos y nuevos.
Ahora modelo semiconservador científicamente probado. ¿Qué es la replicación a nivel molecular? Al principio, la helicasa rompe los enlaces de hidrógeno de la molécula de ADN, abriendo así ambas cadenas para la enzima polimerasa. Estos últimos, después de la formación de semillas, comienzan la síntesis de nuevas cadenas en la dirección 5'-3'.
La propiedad de antiparalelismo del ADN es la razón principal de la formación de hebras principales y rezagadas. En la hebra principal, la ADN polimerasa se mueve continuamente, mientras que en la rezagadaforma fragmentos de Okazaki, que se unirán mediante ligasa en el futuro.
Características de la replicación
¿Cuántas moléculas de ADN hay en el núcleo después de la replicación? El proceso en sí implica una duplicación del conjunto genético de la célula, por lo tanto, durante el período sintético de la mitosis, el conjunto diploide tiene el doble de moléculas de ADN. Dicha entrada suele estar marcada como 2n 4c.
Además del significado biológico de la replicación, los científicos han encontrado aplicaciones del proceso en varios campos de la medicina y la ciencia. Si en biología la replicación es la duplicación del ADN, entonces en el laboratorio, la reproducción de moléculas de ácido nucleico se usa para crear varios miles de copias.
Este método se llama reacción en cadena de la polimerasa (PCR). El mecanismo de este proceso es similar a la replicación in vivo, por lo tanto, se utilizan enzimas y sistemas tampón similares para su curso.
Conclusiones
La replicación es de gran importancia biológica para los organismos vivos. La transferencia de información genética durante la división celular no está completa sin la duplicación de las moléculas de ADN, por lo que el trabajo coordinado de las enzimas es importante en todas las etapas.
