REPLICACIÓN EN PROCARIOTAS: EL PROCESO

1. INICIO. La replicación es bidireccional a partir del origen de replicación , con determinada secuencia de nucleótidos. A partir de ese punto las dos hebras se separan y se inicia la replicación copiándose las dos hebras.

Primero, la HELICASA separa las dos hebras de ADN, al romper los puentes de H entre bases complementarias. Esto genera tensiones, que son eliminadas mediante la acción de las TOPOISOMERASAS I (que cortan una cadena) y II o GIRASA (que cortan las dos). Así, se separan y desespiralizan ambas cadenas.

Una vez separadas, se mantienen así por la acción de las proteínas SSB.

Para iniciar la replicación, es decir, la síntesis de nuevas cadenas de ADN, es necesario, que primero se sintetice el cebador de ARN (de 40 a 50 ribonucleótidos) que ofrezca un extremo 3´libre al que añadir nuevos nucleótidos. Esto lo lleva a cabo la PRIMASA (ARN POLIMERASA DEPENDIENTE DE ADN).

2. ELONGACIÓN 

A partir del extremo 3´ del cebador de ARN, una de las cadenas se sintetiza de modo continuo (cadena adelantada o conductora) gracias a la ADN POLIMERASA III, pero la otra sólo puede ir sintetizándose a medida que se va abriendo la doble hélice y se van formando los fragmentos de Okazaki, de modo que su síntesis es discontinua: cadena retrasada.

Se forma una burbuja de replicación con dos horquillas de replicación que avanzan en sentido contrario, ya que la replicación es bidireccional.

La replicación discontinua requiere 4 pasos:

a) Formación del cebador de ARN por la Primasa.

b) Elongación o adición de nucleótidos de ADN por la ADN polimerasa III, hasta que alcanza al fragmento de Okazaki sintetizado anteriormente.

c) Eliminación del cebador mediante la actividad exonucleasa de la ADN polimerasa I y relleno del hueco con nucleótidos de ADN mediante la actividad polimerasa de dicha enzima.

d) Unión de los diferentes fragmentos mediante la ADN Ligasa, formándose un enlace fosfodiéster entre ambos fragmentos.

3. TERMINACIÓN O FINALIZACIÓN

Cada hebra que ha servido de patrón o molde, aparece enrollada en doble hélice con una nueva cadena complementaria. Se separan las dos moléculas hijas  de ADN (las dos dobles hélices), que salvo que haya ocurrido alguna mutación o error al colocar algún nucleótido, son idénticas entre sí y a la molécula madre de ADN. El número de mutaciones se minimiza gracias a que antes de terminar la replicación, se lleva a cabo una AUTOCORRECCIÓN, que se lleva a cabo del siguiente modo:

a) Una endonucleasa detecta la base mal emparejada y realiza un corte en la cadena de ADN.

b) La ADN polimerasa I, con su actividad exonucleasa, elimina un trocito de la cadena, que incluye a la base equivocada, y con su actividad polimerasa, lo vuelve a sintetizar correctamente.

c) La ADN Ligasa une el segmento recién sintetizado a la nueva cadena. 

Para posibilitar la corrección de errores, hay que diferenciar la cadena original de la rcién sintetizada, lo que se consigue metilando las adeninas de la hebra original.

La replicación en Proyecto Biosfera: repaso, animación y actividad 10.