Replicacion Del Adn En Virus Y Bacterias

Replicación del ADN en virus y bacterias

Las principales funciones que debe cumplir un cromosoma son la de replicarse (producir copias de si mismo), la de transmitirse de una célula a otra y de una generación a la siguiente y la de expresar la información que contiene.

Bacteria Bacteria dividiéndose Bacterias descendientes

El significado genético de la replicación es el de conservar la información genética, de manera que cuando una bacteria se divide, de lugar a una bacteria hija que contenga la misma información genética.

En organismos eucariontes el significado de la división celular es el mismo, una célula cuando se divide origina dos células hijas idénticas con la misma información genética.

Replicación del ADN bacteriano

El genoma completo de una célula, sea procariota o eucariota, debe replicarse con exactitud una vez por cada división celular. Por lo tanto, la iniciación de la replicación compromete a la célula a una división posterior. Si se inicia la replicación, la división consiguiente no debe ocurrir hasta que se haya completado la replicación y, de hecho el final de la replicación puede disparar la división celular.

Las bacterias, a diferencia de las células eucariotas, son capaces de replicar su ADN a lo largo de todo su ciclo celular.

Se denomina replicón a cada unidad de replicación del ADN que contiene todos los elementos requeridos para regular este proceso.

El cromosoma bacteriano se replica a partir de un único origen que se mueve linealmente hasta completar la duplicación total de la molécula, por lo que constituye un replicón. Esto facilita la regulación que está centrada en la etapa de iniciación; una vez que la replicación

del cromosoma se inicia en su origen, todo el cromosoma será duplicado. Los plásmidos, constituyen replicones independientes del cromosoma, generando una replicación por ciclo celular que se coordina con la replicación genómica (plásmidos unicopia) o permitir varias replicaciones por ciclo (plásmidos multicopia).

El sitio de ADN que se está duplicando, se llama horquilla de replicación. La replicación puede ser unidireccional o bidireccional, según se formen una o dos horquillas en el origen.

Generalmente, los cromosomas bacterianos tienen replicación bidireccional, mientras que algunos plásmidos pueden replicarse unidireccionalmente. En la replicación unidireccional, una horquilla sale del origen y progresa a lo largo del ADN. En la bidireccional, se forman dos horquillas que se alejan del origen en direcciones opuestas hasta que se encuentran completando la duplicación. Esto permite a la bacteria duplicar su ADN más rápido que si el proceso fuera unidireccional, pudiendo replicar más de mil pb por segundo. Es importante destacar que, aunque la velocidad de replicación es muy elevada, la fidelidad de la misma también es grande, siendo la frecuencia de mutaciones espontáneas del orden de una cada 107 a 1011 pb replicados.

La replicación es semiconservativa porque cada molécula de ADN posee una cadena del ADN original y una nueva. Esto resalta la importancia de la complementariedad de bases en la estructura del ADN (ver figura 3).

Las enzimas encargadas de catalizar el proceso de replicación, se denominan ADN polimerasas. Si bien en E. coli se conocen tres tipos distintos, la responsable de la mayoría de los procesos de replicación es la polimerasa III, mientras que las polimerasas I y II cumplen principalmente funciones de reparación de rupturas o de errores en las moléculas de ADN.

También participan otras enzimas, como las helicasas responsables de “desenrollar” el ADN en el origen o cerca de él, paso indispensable para iniciar la replicación.

Esquemáticamente, podemos decir que la replicación consta de tres fases: iniciación, elongación y terminación. La primera se produce desde el origen del replicón donde se forma la o las horquillas de replicación, gracias a la acción de las helicasas que “desenrollan” el ADN.

De esta forma se constituye una porción monocatenaria de ADN que estará en condiciones de formar un complejo con proteínas de unión al ADN, encargadas de estabilizar la cadena sencilla, evitando la formación de puentes de hidrógeno. Se sintetiza un corto oligonucleótido de ARN con un grupo 3´ oxidrilo libre, que actuará como cebador o primer, en el cual la ADN polimerasa agrega los nucleótidos.

La elongación consiste en el avance de la horquilla de replicación, conforme se van agregando nucleótidos a la nueva cadena, siguiendo un orden establecido por las reglas de complementariedad de bases (A con T y C con G), entre la cadena “molde” y la nueva. En esta etapa participa fundamentalmente la ADN polimerasa III. Todas las polimerasas conocidas agregan nucleótidos en dirección 5´- 3´ para el crecimiento de la cadena y requieren una cadena de ADN molde, un cebador y los nucleótidos.

La terminación se produce después de que ambas horquillas de replicación han atravesado la mitad del cromosoma en direcciones opuestas y se encuentran en la región terminal del genoma. En esta región, existen secuencias de ADN que actúan como bloqueadores para el avance de las horquillas, por lo tanto se asegura que la replicación termine en esa pequeña porción del genoma.

Modelos de replicación propuestos: semiconservativo, conservativo y dispersivo

Modelo Semiconservativo: Cuando Watson y Crick (1953) propusieron el modelo de la Doble Hélice indicaron que dicho modelo sugería una forma sencilla de replicación. El modelo de replicación propuesto por Watson y Crick suponía que el ADN doble hélice separa sus dos hebras y cada una sirve de molde para sintetizar una nueva hebra siguiendo las reglas de complementariadad de las bases nitrogenadas. Dicho modelo recibión el nombre de Semiconservativo, ya que las dos dobles hélices recién sintetizadas poseen una hebra vieja (una mitad vieja) y otra hebra nueva (mitad nueva).

Frente al modelo Semiconservativo propuesto por Watson y Crick (1953) se postularon otros posibles modelos de replicación del ADN, uno de ellos se denominó Modelo Conservativo y otro Modelo Dispersivo.

Modelo Conservativo: cuando el ADN doble hélice se replica se producen dos dobles hélices, una de ellas tienen las dos hebras viejas (está intacta, se conserva) y la otra doble hélice posee ambas hebras de nueva síntesis.

Modelo Dispersivo: Cuando el ADN doble hélice se replica se originan dos dobles hélices, cada una de ellas con hebras que poseen tramos viejos y tramos de nueva síntesis en diferentes proporciones.

Semiconservativo Conservativo Dispersivo

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