¿Cómo se hereda el ADN?

1)- Importancia de proceso de replicación:

La División celular (etapa M) es la fase del ciclo celular en la que se originan dos nuevas células idénticas entre si, gracias a que cada una de ellas recibe una copia de material genetica original. por lo tanto. antes de dividirse la célula debe copiar o replicar su ADN; de esta manera, cada célula hija recibe un duplicado.La división celular es importante para los organismos unicelulares pues una forma de reproducirse, mientras que gracias a ella los organismos pluricelulares se desarrollan, crecen y reparan sus tejidos.

En el periodo S ocurre la replicación del ADN, para ello se necesita: una hebra de ADN patrón  o molde; enzimas que aceleren y regulen el proceso; ATP que aporta la energía; muchísimas de diferentes tipos de nucleótidos, con los que se construirá la nueva molécula.

2)-El modelo de doble hélice y la replicación del ADN.

Antes de la fase S, el ADN eucariótico junto con las histonas forman la cromatina. Mientras el ADN está condensado, no se replica. Por lo tanto, el ADN se debe separar de las histonas para iniciar la descondensación de la cromatina. Una vez libre de las histonas, comienzan el proceso de replicación, para  cual es necesario conocer la estructura del ADN.

2.1) La replicación es bidireccional, semi-conservativa y semi-discontinua.

A continuación se describe la secuencia de hechos que transcurre en el proceso de replicación. 

1° Se separan las cadenas de nucleotidos, gracias a la ruptura de los puentes de hidrógeno que unen las bases nitrogenadas de ambas cadenas.

2° Al separarse las cadenas, se forman la Horquilla de replicación, estructurada en forma de 'Y', por la que se desplazan las enzimas que catalizan la replicación del ADN.

3° El lugar donde se inicia la replicación se llama origen de la replicación. Es una secuencia específica de nucleótidos a las que se unen las enzimas que iniciara el proceso. En el ADN de eucariontes, existen muchos orígenes de replicación, mientras que en el de procariontes hay solo uno. 

4° Desde cada origen, la replicación avanza bidireccional-mente, observándose una burbuja de replicación, que está formada por dos horquillas que avanza en dirección opuesta. 

5° En la burbuja de replicación, las enzimas especificas van uniendo los nucleótidos complementarios a las bases nitrogenadas libres de la cadena original. La elongación de la nueva cadena complementaria siempre es dirección 5´-> 3´, ya que solo en el extremo 3´-OH se puede unir un nuevo nucleótido.

6° Como las cadenas son antiparalelas, una vez formada la horquilla solo una de ellas tiene su extremo 3´-OH libre y su cadena complementaria puede ser sintetizada sin interrupciones a medida que se abre la horquilla; a esta se le llama hebra continua, adelantada o conductora. A la cadena complementaria, de aquella hebra original que tiene 5´-P libre, se le conoce como discontinua o retrasada porque se sintetiza produciendo fragmentos cortos (fragmentos de Okazaki), que luego serán unidos por enzimas. Es por esto que la replicación es semi discontinua.

7° Cuando las enzimas encargadas de la replicación llegan cerca de los extremos de la cadena molde, se encuentra con una secuencia de término, que indica el final del proceso.

8° Ahora, cada una de las moléculas de ADN resultante contiene unas de las cadenas del ADN de origen y otra nueva, por eso se  dice que la replicación es semi conservativa.

9° Cada molécula de ADN resultante se convertirá en una de las dos cromátidas que formaran cromosomas durante la mitosis.

  

3) La replicación es controlada por enzima.

La División celular (etapa M) es la fase del ciclo celular en la que se originan dos nuevas células.

 

-Las ADN polimerasas son enzimas que forman ADN,  añadiendo nucleótidos según la secuencia de bases de la hebra de molde.

-La ADN primasa sintetiza pequeños fragmentos de ARN(cebadores o primer), que son necesario para comenzar a añadir los nucleótidos de las cadenas nuevas.

-Las topoisomerasas o girasas desenrollan el ADN aliviando la tensión.

-La ADN helicasa rompe los puentes de hidrógeno, separando las cadenas.

- ADN ligasa es la enzima encargada de unir los fragmentos de la cadena retrasada.

- Las proteínas de unión de cadena simple (SSB) mantiene separadas las cadenas simples de ADN que se genera producto de la acción de la helicasa.

Las enzimas por su acción catalítica, aumenta la rapidez del proceso de replicación. la ADN polimerasa es una enzima encargada, principalmente, de unir los los nucleótidos, la mayoría de ellas lo hace en dirección de 5´ a 3´ y lo hacen según la complementariedad de las bases (A-T; G-C). La de procariontes uno 500 nucleótidos por segundo y la de eucarionte 50 nucleótidos por segundo.

Debido la especificidad de sustratos de las enzimas, la fidelidad del proceso de replicación es muy alta, especialmente en eucariontes, disminuyendo la tasa de mutaciones. Se estima que se produce un error cada 10° pares de bases añadidas. La fidelidad también se logra gracias a que la ADN polimerasa tiene actividad de exonucleas; es decir, corrige sus propio errores eliminando los nucleótidos mal apareados