Replicación del ADN Replicación conservativa

Introducción

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual las moléculas de ADN se dividen longitudinalmente, de modo que cada mitad se conserva para servir de molde en la formación de una nueva cadena. Se dice que es semiconservadora, ya que sólo una cadena se sintetiza de nuevo con cada molécula hija. Durante este proceso se transmite la información del genoma paterno a las generaciones siguientes.

La replicación ha sido estudiada exhaustivamente en “Escherichia coli” porque posee un único cromosoma que se divide cada 20 minutos a 37º C. Además ha sido posible aislar una serie de mutantes con alteraciones de la replicación que pueden emplearse para identificar y caracterizar las correspondientes proteínas de la replicación.

Estos estudios sugieren que, incluso en procariotas, la replicación es un complejo proceso que requiere alrededor de 30 proteínas. Se sabe menos sobre la replicación en eucariotas debido a que el proceso es más complejo y es difícil obtener mutantes con alteraciones en la replicación.

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Replicación conservativa

Se pensaba que un complejo enzimático hipotético recorría el doble filamento del ADN, reconocía la secuencia de bases en ambos filamentos y los copiaba simultáneamente. En este esquema es “conservativo” el doble filamento del ADN paterno permanece intacto como una molécula individual. En este esquema el producto de la replicación consistiría en una doble hélice con dos filamentos totalmente nuevos.

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Replicación semiconservativa

En esta segunda posibilidad se supuso que los dos filamentos del ADN paterno se separaban durante el proceso de replicación. Un complejo enzimático reconoce la secuencia de bases de uno de los dos filamentos del ADN y la copia. Como producto de la replicación aparecen dos moléculas de ADN de doble filamento, cada una de las cuales está constituida por un filamento paterno y por un filamento recién sintetizado.

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Replicación dispersiva

Además de estos dos posibles tipos de replicación también podría pensarse en una tercera posibilidad en la que el ADN paterno se rompe varias veces antes de que se formen los nuevos fragmentos de ADN. Los fragmentos del ADN paterno y del recién sintetizado se unirían entre sí según dicho modelo en pasos sucesivos para dar lugar al ADN hijo. Tras una replicación “dispersiva” de ese tipo no quedaría intacto ninguno de los dos filamentos paternos.

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Polimerasas del ADN

Las polimerasas del ADN son las enzimas responsables de la síntesis de las cadenas del ADN. Acoplan nucleósidos trifosfato a una cadena de ADN en formación, añadiendo un grupo fosfato al grupo OH libre en posición 3’. Las nuevas moléculas de ADN son sintetizadas en sentido 5’-3’. La polimerización está determinada, desde el punto de vista termodinámico, por la eliminación de un pirofosfato (PP1) y su posterior hidrólisis:

(ADN)n + dNTP —> (ADN)n+1 + PP1

En E.coli se han caracterizado tres polimerasas de ADN, de las cuales dos son importantes para la replicación. En eucariotas se han identificado cuatro.

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