Explorando la biología: replicación y estructura del ADN
En biología molecular, la replicación del ADN es el proceso biológico de producir dos réplicas idénticas de ADN a partir de una molécula de ADN original. Este proceso ocurre en todos los organismos vivos y es la base de la herencia biológica. La célula posee la propiedad distintiva de la división, lo que hace que la replicación del ADN sea esencial. El ADN está formado por una doble hélice de dos cadenas complementarias. Durante la replicación, estos hilos se separan. Cada cadena de la molécula de ADN original sirve entonces como plantilla para la producción de su contraparte, un proceso denominado replicación semiconservativa. Los mecanismos de verificación celular y verificación de errores aseguran una fidelidad casi perfecta para la replicación del ADN.
En una célula, la replicación del ADN comienza en ubicaciones específicas, u orígenes de replicación, en el genoma. El desenrollado del ADN en el origen y la síntesis de nuevas cadenas da como resultado que las horquillas de replicación crezcan bidireccionalmente desde el origen. Varias proteínas están asociadas con la bifurcación de replicación para ayudar en el inicio y la continuación de la síntesis de ADN. Lo más destacado es que la ADN polimerasa sintetiza las nuevas cadenas agregando nucleótidos que complementan cada cadena (plantilla). La replicación del ADN ocurre durante la etapa S de la interfase. La replicación del ADN también se puede realizar in vitro (artificialmente, fuera de una célula). Las ADN polimerasas aisladas de células y cebadores de ADN artificiales pueden usarse para iniciar la síntesis de ADN en secuencias conocidas en una molécula de ADN modelo. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR), una técnica de laboratorio común, aplica cíclicamente dicha síntesis artificial para amplificar un fragmento de ADN objetivo específico de un grupo de ADN. El ADN generalmente existe como una estructura de doble cadena, con ambas cadenas enrolladas juntas para formar la característica doble hélice. Cada cadena de ADN es una cadena de cuatro tipos de nucleótidos. Los nucleótidos en el ADN contienen un azúcar desoxirribosa, un fosfato y una nucleobase.
Los cuatro tipos de nucleótidos corresponden a las cuatro nucleobases adenina, citosina, guanina y timina, comúnmente abreviadas como A, C, G y T. La adenina y la guanina son bases de purina, mientras que la citosina y la timina son pirimidinas. . Estos nucleótidos forman enlaces fosfodiéster, creando el esqueleto fosfato-desoxirribosa de la doble hélice de ADN con las bases de los núcleos apuntando hacia adentro (es decir, hacia la cadena opuesta). Los nucleótidos (bases) se combinan entre hebras a través de enlaces de hidrógeno para formar pares de bases. La adenina se empareja con timina (dos enlaces de hidrógeno) y la guanina se empareja con citosina (más fuerte: tres enlaces de hidrógeno).
Las hebras de ADN tienen una direccionalidad, y los diferentes extremos de una sola hebra se denominan & quot; 3 (tres primos) final & quot; y el & quot; 5 (cinco primos) final & quot ;. Por convención, si se da la secuencia de bases de una sola cadena de ADN, el extremo izquierdo de la secuencia es el 5 mientras que el extremo derecho de la secuencia es el 3 final. Los hilos de la doble hélice son antiparalelos, siendo uno 5 a 3 & # 39 ;, y el hilo opuesto 3 a 5 & # 39 ;. Estos términos se refieren al átomo de carbono en la desoxirribosa al que se une el siguiente fosfato en la cadena. La direccionalidad tiene consecuencias en la síntesis de ADN, porque la ADN polimerasa puede sintetizar ADN en una sola dirección al agregar nucleótidos al extremo 3 de una cadena de ADN. El emparejamiento de bases complementarias en el ADN (a través de enlaces de hidrógeno) significa que la información contenida dentro de cada cadena es redundante.
Los enlaces fosfodiéster (intracatenarios) son más fuertes que los enlaces de hidrógeno (intercatenarios). Esto permite que los hilos se separen unos de otros. Por lo tanto, los nucleótidos en una cadena sencilla pueden usarse para reconstruir nucleótidos en una cadena asociada recién sintetizada. Todo lo que necesitaba saber sobre la estructura del ADN y su replicación.
