9.1: Introducción

La replicación comienza en uno o más orígenes de replicación a lo largo del ADN, donde las enzimas helicasa catalizan el desenrollado de la doble hélice. El desenrollamiento del ADN crea burbujas replicantes, o replicones, con horquillas de replicación en cada extremo. Hacer una nueva cadena de ADN comienza con la fabricación de un cebador de ARN con nucleótidos de ARN y enzimas primasa. Luego se añaden nucleótidos de ADN a los extremos 3' de los cebadores mediante una ADN polimerasa. Posteriormente, otras ADN polimerasas catalizan la eliminación de los cebadores de ARN y el reemplazo de los ribonucleótidos hidrolizados por nuevos desoxirribonucleótidos. Finalmente, las ADN ligasas unen los fragmentos de nuevo ADN sintetizado en las horquillas de replicación. Este complejo mecanismo es común a la replicación del ADN procariota “desnudo” y del ADN eucariota enmarcado con cromatina, y por lo tanto debe haber surgido temprano en la evolución de la bioquímica de replicación. En este capítulo, analizamos los detalles de replicación y las diferencias en detalle entre la replicación procariota y eucariota que surgen debido a las diferencias en el empaquetamiento de ADN. Al igual que con cualquier proceso complejo con muchas partes móviles, la replicación es propensa a errores. Por lo tanto, también veremos cómo la fidelidad general de replicación se basa en mecanismos de reparación del ADN que se dirigen a tipos específicos de errores de replicación, o mutaciones. Al mismo tiempo, para que no pensemos que los errores no corregidos en la replicación siempre son algo malo, por lo general no tienen malos resultados. En cambio, dejan atrás las mismas mutaciones que permiten la selección natural y la evolución de la diversidad.

Objetivos de aprendizaje

1. Explica cómo Cairns interpretó sus imágenes theta (\(\Theta \)).
2. Comparar y contrastar las actividades de las enzimas requeridas para la replicación.
3. Describir el orden de los eventos en un origen de replicación y en cada bifurcación de replicación.
4. Comparar la síntesis de ADN unidireccional y bidireccional a partir de un origen de replicación.
5. Describir las funciones básicas de síntesis y corrección de pruebas de la ADN polimerasa.
6. Identificar a los actores principales y sus roles en el inicio de la replicación.
7. Explicar cómo los resultados experimentales de Okazaki no fueron del todo consistentes con cómo se replican ambas cadenas de ADN
8. Enumere los principales actores moleculares (enzimas, etc.) que alargan una cadena de ADN en crecimiento.
9. Enumerar a los actores no enzimáticos en replicación y describir sus funciones.
10. Describir cómo la estructura de la telomerasa permite una replicación adecuada.
11. Comparar las actividades de las topoisomerasas 1 y 2.
12. Explicar el razonamiento detrás de la hipótesis de replicación processiva.
13. Comparar y contrastar los impactos de las mutaciones germinales y somáticas.
14. Describir formas comunes de daño en el ADN.
15. Enumerar las enzimas de replicación que se adaptaron a tareas de reparación del ADN.
16. Explicar por qué una ADN glicosilasa es útil en la reparación del ADN.
17. Explicar por qué la conexión entre 'genes del cáncer de mama' y la reparación del ADN.