REPLICACIÓN: enzimas implicadas

Enzimas que intervienen:
a) ADN polimerasas. La principal es la ADN pol III.
Tienen actividad polimerasa 5´---->3´.
La primera descubierta en procariotas, la ADNpol I, la aisló Arthur Kornberg en 1956 a partir de E. coli. Posteriormente se descubrrió que las bacterias tienen otras dos ADN polimerasas: la II y la III.
Cada una de ellas está especializada en una o más de estas funciones según cuál sea su papel en la replicación. La ADN Pol I  es la encargada de la eliminación de los cebadores de ARN y el "relleno" del espacio que dejan con ADN (actividad exonucleasa 5' → 3' y actividad polimerasa 5' → 3').  La ADN Pol II está encargada de la corrección de errores con corte de los nucleótidos incorrectos y reparación de los cortes producidos en el ADN volviendo atrás y corrigiendo (actividades exonucleasa 3' → 5'y polimerasa 5´---------->3´), la ADN Pol III que es muy procesiva es la principal encargada de la elongación del ADN (actividad polimerasa 5' → 3') durante la cual también realiza tareas de corrección (actividad exonucleasa 3' → 5').

En eucariotas se han descrito más de una docena de ADN polimerasas diferentes, que se nombran con letras del alfabeto griego:

β, λ, σ, μ (beta, lambda, sigma,  mu)

α, δ, ε (alpha, delta, epsilon)  realizan la mayor parte del trabajo de duplicación de todo el genoma .

η, ι, κ (eta, iota, kappa)

ζ (zeta)

γ, θ (gamma, theta). Se ha descubierto (2021) que la polimerasa theta es capaz de convertir mensajes de ARN en ADN, lo que hace tan bien como la transcriptasa inversa del VIH. Esto puede seruna de las razons de que gran parte del genoma eucariótico sea de origen vírico.

ν (nu)

 Las ADN polimerasas son incapaces de desenrollar el ADN para copiarlo, al contrario que las ARN polimerasas, que lo desenrollan y vuelven a enrollar a medida que progresa la transcripción.

La actividad exonucleasa 3´--->5´de las ADN pol les permite corregir errores. Eso no ocurre con las ARN pol.

Las ADN pol necesitan un cebador que aporte un extremo 3´-OH al que ir añadiendo nucleótidos. Eso no ocurre con las ARN pol.

 b) Helicasas. Enzimas responsables de romper los puentes de H entre bases complementarias y, por lo tanto, de abrir la doble hélice. Dos helicasas trabajan simultáneamente en sentidos opuestos, formando una búrbuja de replicación, con dos mitades: las horquillas de replicación.

c) Topoisomerasas. Desenrollan la doble hélice, eliminando las tensiones generadas a medida que las horquillas avanzan. Una de ellas es la Girasa.

Algunos antibióticos son bactericidas porque inhiben las topoisomerasas bacterianas. También algunos medicamentos usados en la quimioterapia actúan inhibiendo las topoisomerasas de las células cancerosas, evitando así su proliferación. <---- Preguntas de razonamiento

d) Primasa. Cataliza la formación del fragmento de ARN llamado Primer o cebador. Es, por tanto, una ARN pol. El cebador es necesario para que la ADN pol III tenga un punto de partida, un -OH 3´ libre al que añadir nucleótidos.


e) Endonucleasas (que hacen un corte en una cadena) y Exonucleasas (la ADN pol tiene también actividad exonucleasa) que eliminan nucleótidos de los extremos de las cadenas. Son necesarias para la reparación de errores cometidos por la ADN polimerasa III.

Imagen de la Academia Khan

f) ADN ligasa es la enzima que une dos fragmentos de la misma cadena de ADN, necesaria para unir los fragmentos de la hebra retardada.

Proteínas SSB (single-stranded DNA binding proteins) o estabilizadoras: son proteínas que se unen al ADN monocatenario, estabilizándolo, impidiendo que las hebras simples de ADN se renaturalicen o formen estructuras secundarias, de modo que puedan servir de molde para la colocación de las bases de la cadena complementaria.