REPLICACIÓN del ADN | Biología Molecular 1/4
Summary
TLDREl guion ofrece una introducción al concepto de la 'replicación del ADN', parte fundamental del dogma central de la biología molecular. Se explica cómo el ADN se replica para generar dos células hijas idénticas a la madre, pasando por fases como la transcripción y la traducción. Se describe el proceso de mitosis y la importancia de la interfase, donde se duplica el material genético. Detalla la replicación en sí, desde la apertura de la cadena helicoidal hasta la síntesis de nuevas cadenas, incluyendo los roles de las enzimas topoisomerasa, helicasa y ADN polimerasa, así como la síntesis de fragmentos de Okazaki y su unión para formar la cadena retardada.
Takeaways
- 📚 El dogma central de la biología molecular establece que el ADN es el reservorio genético principal y se replica para perpetuar la vida.
- 🧬 La replicación del ADN implica la síntesis de dos moléculas de ADN exactamente iguales a partir de una molécula original.
- 🔄 La transcripción es el proceso de convertir porciones de ADN en ARN, que luego se traduce en proteínas.
- 🔍 La replicación del ADN ocurre durante la fase S de la interfase del ciclo celular.
- ⚛️ El ADN está compuesto por dos hebras antiparalelas y complementarias que se separan y actúan como moldes para la síntesis de nuevas hebras.
- 🧩 Las burbujas de replicación se forman en múltiples sitios del ADN, facilitando la duplicación simultánea.
- 🔗 Las enzimas clave en la replicación del ADN incluyen la helicasa, que rompe los puentes de hidrógeno, y la topoisomerasa, que alivia la tensión en las cadenas.
- 🖇️ Las proteínas de replicación mantienen abierta la horquilla de replicación permitiendo la síntesis de nuevas hebras.
- 🛠️ La ADN polimerasa sintetiza nuevas cadenas de ADN en dirección 5' a 3' usando un cebador de ARN como inicio.
- 🔄 La hebra líder se sintetiza de manera continua, mientras que la hebra retardada se sintetiza en fragmentos de Okazaki, que luego son unidos por la ligasa.
Q & A
¿Qué es el dogma central de la biología molecular y cómo se relaciona con la replicación del ADN?
-El dogma central de la biología molecular es una creencia establecida que indica que el ADN es el gran reservorio genético y que debe ser replicado para perpetuar la vida. La replicación del ADN es el proceso por el cual se sintetizan dos moléculas idénticas a partir de una molécula original de ADN.
¿Cuáles son las tres fases principales del proceso de replicación del ADN?
-Las tres fases principales del proceso de replicación del ADN son la iniciación, la elongación y la terminación. La iniciación implica la apertura de las cadenas de ADN, la elongación es la síntesis de nuevas cadenas y la terminación es el cierre de las mismas.
¿Qué es la transcripción y cómo se relaciona con la replicación del ADN?
-La transcripción es el proceso por el cual se transcribieron porciones del ADN en ARN. Este proceso es necesario para que luego, con diferentes tipos de ARN, se pueda realizar la traducción de proteínas, es decir, la traducción del formato ARN a formato peptídico.
¿Qué ocurre durante la interfase G1, S y G2 en el ciclo celular?
-Durante la interfase G1, el célula prepara el material necesario para la siguiente fase. En la interfase S, se produce la duplicación del material genético. La interfase G2 es la preparación para la división celular, donde se comprueba la integridad del material genético duplicado.
¿Cómo se dividen las dos hebras de ADN durante la replicación?
-Durante la replicación, las dos hebras de ADN se dividen de tal manera que una hebra se utiliza como molde para la síntesis de una nueva hebra complementaria. Esto ocurre en ambos sentidos, resultando en dos moléculas de ADN idénticas cada una.
¿Qué son las burbujas de replicación y cómo se forman?
-Las burbujas de replicación son regiones en el ADN donde se inicia el proceso de replicación. Se forman en diferentes sectores del ADN y no solo en un sitio, lo que permite que la replicación comience simultáneamente en múltiples puntos.
¿Qué rol desempeñan las hebras directas y retrasadas en la replicación del ADN?
-La hebra directa se sintetiza de forma continua, mientras que la hebra retrasada se sintetiza en pequeños fragmentos llamados fragmentos de Okazaki que luego son unidos. La diferencia entre ellas depende del sentido y dirección de la replicación en el sector de la burbuja de replicación.
¿Qué función cumplen las topoisomerasa en la replicación del ADN?
-Las topoisomerasa tienen la función de aliviar la tensión entre las cadenas del ADN, que están unidas mediante puente hidrógeno, permitiendo así la apertura de las cadenas para la replicación.
¿Cuál es la función de la enzima helicasa en el proceso de replicación del ADN?
-La helicasa es la enzima que rompe los puentes hidrógenos y abre las cadenas de ADN, determinando el vértice de la horquilla y preparando el ADN para la replicación.
¿Qué es la ARN polimerasa dependiente de ADN y cómo funciona?
-La ARN polimerasa dependiente de ADN es una enzima que inicia la síntesis del primer bloque de ARN, utilizando un molde de ADN. Es el primer paso en la replicación del ADN, donde se sintetiza un primer segmento de ARN que actúa como cebador para la síntesis de la cadena completa.
¿Cómo se unen los fragmentos de Okazaki en la hebra retrasada?
-Los fragmentos de Okazaki se unen mediante la acción de la enzima ligasa, que realiza un enlace fosfodiester entre el último nucleótido de una cadena y el primero de la otra, completando así la hebra retrasada.
Outlines
🧬 Introducción a la Replicación del ADN
El primer párrafo introduce el concepto de la replicación del ADN como parte del 'dogma central' de la biología molecular. Se describe que el ADN es el gran reservorio genético y que su replicación es esencial para la perpetuación de la vida, dando lugar a dos moléculas idénticas. Se menciona el proceso de transcripción y traducción, que son pasos posteriores a la replicación, permitiendo la síntesis de proteínas a partir de la información contenida en el ADN. Además, se explica brevemente la importancia de la replicación en el ciclo celular, incluyendo la mitosis y las fases de la interfase donde se produce la duplicación del material genético.
🔬 Proceso de Replicación del ADN
El segundo párrafo detalla el proceso de replicación del ADN, destacando cómo se inicia en múltiples sitios a lo largo de la molécula, dando lugar a 'burbujas de replicación'. Se describe cómo se separan las dos hebras del ADN, y cómo se utilizan como moldes para sintetizar nuevas hebras complementarias. Se menciona la diferencia entre las 'hebras directas' y 'hebras retardadas', y cómo se sintetizan de manera paralela en ambos sentidos, pero con diferencias en la dirección de síntesis dependiendo de la ubicación dentro de la burbuja de replicación. Además, se discute la participación de diferentes enzimas y proteínas en la preparación y el mantenimiento de la apertura de la 'horquilla' de replicación.
🛠 Enzimas y Proteínas en la Replicación del ADN
El tercer párrafo se enfoca en las enzimas y proteínas involucradas en la replicación del ADN. Se nombra a la 'ARN polimerasa dependiente de ADN', que es responsable de la síntesis inicial de ARN y el uso de este como plantilla para la síntesis del primer segmento de ADN. Se describen las funciones de las diferentes polimerasas, como la alfa, delta y beta, en la extensión de la cadena de ADN y la corrección de errores. Se destaca la síntesis de fragmentos de Okazaki en la hebra retardada y cómo son unidos por la enzima ligasa para completar la replicación. El párrafo concluye con la síntesis continua y la eventual colisión con otras burbujas de replicación, marcando el final del proceso de duplicación del ADN.
Mindmap
Keywords
💡Replicación de ADN
💡Dogma central de la biología molecular
💡Transcripción
💡Traducción
💡Burbuja de replicación
💡Horquilla de replicación
💡Hebra líder y hebra rezagada
💡Topoisomerasa
💡Helicasa
💡Fragmentos de Okazaki
Highlights
El dogma central de la biología molecular establece que el ADN actúa como el gran reservorio genético y es esencial para la replicación del ser vivo.
La replicación del ADN implica la síntesis de dos moléculas idénticas a partir de una molécula original.
El proceso de transcripción es clave para la síntesis de ARN a partir de porciones específicas del ADN.
La traducción es el proceso por el cual se transforma el ARN en proteínas, siguiendo el código genético.
La replicación del material genético es fundamental para la generación de dos células hijas idénticas a la madre.
La mitosis es el punto máximo del ciclo celular donde se divide la célula en dos células hijas.
La interfase del ciclo celular incluye fases G1, S y G2, donde se produce la duplicación del material genético.
La replicación del ADN comienza con la separación de las dos hebras paralelas y complementarias, utilizando una como molde para la otra.
La burbuja de replicación es el sitio de inicio de la replicación del ADN, donde se ubican enzimas y proteínas clave.
Las topoisomerasa desatan la tensión entre las cadenas del ADN, facilitando su replicación.
La enzima helicasa rompe los puentes hidrógenos para abrir las cadenas del ADN y prepararlas para la replicación.
Las proteínas de replicación mantienen abierta la horquilla de replicación para permitir la síntesis del nuevo ADN.
La ARN polimerasa dependiente de ADN (primase) es necesaria para sintetizar un bloque inicial de ARN que actúa como cebador para la síntesis de ADN.
La polimerasa alfa inicia la síntesis del ADN, seguida por la polimerasa delta que extiende la cadena y verifica la precisión.
La polimerasa beta es única en la replicación ya que corrige errores simultáneamente a la síntesis del ADN.
Los fragmentos de Okazaki son pequeños segmentos de ADN sintetizados en la hebra retardada que luego son unidos por la enzima ligasa.
La unión de los fragmentos de Okazaki completa la hebra retardada, asegurando que ambas hebras del nuevo ADN sean idénticas.
La participación del ADN ligase es crucial para unir los fragmentos de Okazaki y completar la replicación del ADN.
Transcripts
[Música]
hoy nos encontramos para hablar de
replicación de adn para eso antes
tenemos que hacer una leve introducción
para entender lo que es el dogma central
de la biología molecular un dogma que
una creencia que está establecida en ese
determinado periodo de tiempo y lugar el
dogma central de la biología molecular
dice que vamos a tener adn y este va a
ser el gran reservorio genético donde
para poder perpetuar ese ser vivo se va
a tener que replicar el sea de ese
proceso que conocemos como replicación o
duplicación donde sintetizamos a partir
de una molécula de adn dos moléculas
exactamente iguales de adn el dogma
sigue con lo que es el proceso de
transcripción que prácticamente es
transcribir determinadas porciones de
adn
en lo que denominamos formato a rm esto
va a permitir que luego con diferentes
tipos de arn ejemplificando ahora
mensajero transcripción al ribosoma no
se va a poder realizar lo que es la
traducción de una determinada proteína o
sea vamos a poder traducir del formato
arn a formato por y peptídicos y
realizar una determinada proteína la
replicación lo que trata es duplicar el
material genético para poder generar dos
células hijas exactamente iguales a esa
madre con la misma cantidad de material
genético revolvemos el ciclo celular
donde tenemos la mitosis y donde es el
punto máximo que todos estudiamos n se
divide la célula y luego tenemos la
interfase con la región
g1 la interfase s y la g2 en la
interfase ese es donde ocurre la
duplicación de material genético en
forma simple lo que ocurre es lo
siguiente vamos
tener una molécula de adn acá tenemos
una porción en donde vemos una hebra y
otra hebra fíjense cómo son andy
paralelas y complementarias donde se va
a dividir estas dos hebras y se van a
tomar como molde una por un lado y otra
por otro lado se va a realizar una copia
que sea complementaria en ambos casos y
así vamos a tener concluido dos
moléculas exactamente iguales donde la
única diferencia es que una de estas
hebras en este caso esta que tiene color
y esta son más viejas entre comillas y
esta y estas son más nuevas
ahora tanto esta molécula como estas son
exactamente iguales entre ellas y son
exactamente iguales a esa molecular
original
ahora vamos a ver lo que ocurre en la
replicación con un poco menos de aumento
acá tenemos una porción de adn vamos a
ver que tenemos una de las hebras en
sentido 5 prima y otra también en 5
primas pero obviamente inverso acá va a
iniciar la replicación en los sitios
donde arranca la replicación se denomina
burbuja de replicación estas burbujas se
ubican en diferentes sectores del adn no
arranca en un solo sitio sino que harán
que en muchos sitios simultáneamente y
luego van a empezar a equivocarse unas
con otras y así va a culminar teniendo
la duplicación de la molécula la burbuja
de replicación vamos encontrar los dos
sitios este sector que es una horquilla
y este sector que es otro orgullo o sea
que dos horquillas de replicación me van
a delimitar una burbuja de replicación
cuando se abre esa burbuja acá se van a
ubicar las diferentes enzimas y
proteínas que van a mediar en el proceso
de replicación iba a ir comenzando se a
replicar tanto en un sentido como en
otro sentido
las enzimas van a trabajar en sentido 5
prima hacia 3 prima o sea que van a usar
de molde una hebra 3 prima a 5 prima
como vemos acá en la imagen tenemos una
hebra superior y una hebra inferior
sobre la hebra inferior en este extremo
3 prima va a comenzar a sintetizar se lo
que va a dirigirse hacia aquel sentido y
va a continuar hasta encontrarse con el
extremo que todavía está cerrado de la
hebra en la hebra superior va a ocurrir
lo contrario va a comenzar acá a
sintetizar se iba a dirigirse hacia el
otro extremo ahora vamos a observar que
la replicación va a continuar se tanto
en este sentido como también en este
otro sentido si analizamos únicamente
uno de estos extremos por ejemplo éste
vamos a observar que esta obra se va a
ir abriendo entonces en un determinado
sector nos va a quedar esta hebra nueva
sintetizada con el comienzo de la
superior y con la prolongación de este
inferior
ahora fíjense que lo que tenemos este
extremo que antiguamente estaba cerrado
se fue abriendo en dos tenemos todo este
nuevo sector para sintetizar acá abajo
vamos a traer este conjunto de enzimas
que trabajan en sentido 5 prima tres
primas y van a utilizar de molde el 3 a
5 por el de este pequeño fragmento que
está acá tiene un sentido 5 prima 3
prima y va a poder seguir sintetizando
esto de forma directa sin ningún
problema vamos a observar que esa
síntesis va a continuar de forma directa
hasta que ese choque de nuevo en el
extremo ahora que ocurre con la hebra
superior la hebra superior
también en sentido cinco prima tres
primas lo que ocurre el sentido general
de la replicación se está dirigiendo
hacia que el sentido por ende la
síntesis de esa hebra se tiene que
dirigir hacia allá pero la esencia y más
trabajar en aquel sentido acá es cuando
van a comenzar a sintetizarse en su
sentido correspondiente pero de a pasos
entonces va a haber un grupo de cimas
que van a venir acá luego se van a
desacoplar y van a comenzar a sintetizar
se acá luego se van a desacoplar y hace
una nueva síntesis y así van a ir
avanzando en aquel sentido pero
respetando su sistema de operación 5
prima tres primas si observamos esto
vamos a encontrar que esta hebra nos
quedó directa y la hebra superior al
hacerlo en fragmentos va a llevar más
tiempo por ende se la denomina hebra
retardada o retrasada
ahora si analizamos lo que ocurre en
este sector si imaginemos que acá lo que
hicimos fue extender hacia el otro
sentido de la molécula de adn esta hebra
superior va a ir de forma directa
mientras que la inferior ahora es la que
sus enzimas trabajan en aquel sentido
pero el sentido general de replicación
es hacia aquel sentido entonces vamos a
ver que las enzimas van a trabajar así
acá podemos observar bien como esta
hebra va a ser la directa mientras que
el inferior va a ser la retardada o
así que no hay una dicotomía
de hebra superior e inferior directa
retrasada sino depende en qué sector de
la burbuja nos encontremos y en qué
sentido y dirección tiene de replicación
y así nos va a quedar un determinado
sector medial en la burbuja donde en la
hebra superior de casi un sentido va a
ser directo pero hacia el otro sentido
retardada mientras que en la hebra
inferior sintetizada de acá hacia un
determinado sentido va a ser retardada y
de acá si el otro sentido va a ser
directa
ahora vamos a analizar un poco más en
profundidad qué ocurre con la mecánica
de réplica toria para eso vamos a
analizar las diferentes enzimas
por un lado tenemos las topoisomerasa
las topoisomerasa lo que hacen es
aliviar tensión entre las cadenas como
saben las hebras del adn están unidas
unas a otras mediante un puente
hidrógeno las propulsión grandes lo que
hacen es se ubican en el medio el puente
hidrógeno es un tipo de enlace débil y
están a una determinada distancia las
bases nitrogenadas para que se pueda
generar ese puente hidrógeno la
topoisomerasa como es una proteína
grande se ubica en el medio y están
siendo esas cadenas genera de esta forma
que se alivien las tensiones por otro
lado tenemos la de mi casa la casa lo
que hace es como observan acá es romper
los puentes hidrógenos directamente
rompe esto permite que se pueda abrir la
cadena por ende la él y casa me
determina el vértice de la horquilla
acá tenemos representado uno de los
extremos o sea una horquilla del otro
lado vendría otra horquilla y en su
conjunto formarían la burbuja de
replicación por otro lado tenemos las
rr.pp a las proteínas de replicación
estas proteínas lo que hacen es se
ubican por fuera de la cadena de adn
luego de que la el icas a romper los
puentes hidrógenos y de esta forma
mantienen abierta la horquilla de
replicación esta primera etapa la
podemos llamar preparatoria para la
replicación fíjense que estas tres
enzimas no van a sintetizar sino que
preparan la molécula de adn para que
puedan trabajar las enzimas a
continuación vamos a tener un conjunto
de encima por un lado tenemos la primera
como nombre de pila el nombre completo
sería arn polimerasa dependiente de adn
en este caso la prima estaba sintetizar
un primero bloque de arn
de unos 10 nucleótidos basándose en un
molde de adn esto se debe a que no se
puede sintetizar adn a partir de adn de
él sino que se requiere un primer
bosquejo en la rm y ahí continúa la
extensión de la cadena la primera lo que
va a hacer es el primer sector de 10
aminoácidos que se lo denomina cebador
se decide es el primer modelo para que
arranque luego la polimerasa a la
polimerasa la podemos dividir en tres
tipos ya que es un complejo enzimático
tenemos una polimerasa alfa que es la
que primero actúa con la rn luego una
polimerasa delta que continúa con la
extensión de la cadena y ahí va a ir
chequeando que no haya errores una
polimerasa vital está polimerasa beta es
fundamental y es una clave diferencia
entre la replicación con la
transcripción y con la traducción ya que
la replicación es el único proceso que
tiene una enzima que va corrigiendo
errores a la par que se sintetizan este
complejo polimerasa va a actuar
luego de la prima sa iba a elongar toda
la cadena fijémonos ahora en la hebra
superior vamos a ver que en un primer
momento se sintetizó el primer y luego
tomó la posta la polimerasa esta de la
polimerasa sintetiza en su sentido 5
prima 3 prima o sea que la extensión va
a ir continuando continuando hasta
cuando hasta que se choque con otra
burbuja de replicación ahora analicemos
qué ocurre en la hebra inferior en un
primer momento hubo aquí un primer y
luego una polimerasa sintetizó esto
luego ese conjunto vino a este sector se
sintetizó este prime art y luego
continúa esta polimerasa sintetizando
hasta que se choca con lo que generó
ésta
así nos van a quedar acá dos segmentos
uno para acá y otro por acá esos
segmentos son los fragmentos de okazaki
que van a ser unidos por esta enzima que
vemos acá que es la ligas a la liga
simplemente realiza un enlace y fósforo
día estar entre el último nucleótido de
una cadena y el primero de la otra así
en esta obra inferior se va a ir
sintetizando de a partes quedan dos
fragmentos que se van a unir y van a
formar la hebra retardada o retrasada y
ésta deberá superior de forma adelantada
es clave la participación del adn league
hasta para poder unir los fragmentos de
okazaki y que la hebra retrasada esté
completa acá podemos observar como la
adn polimerasa luego del primer
sintetiza hacia aquel sentido hasta
chocarse con un primer y una cadena
previamente sintetizada de esta forma
vemos que el sentido de la polimerasa y
de las enzimas que es hacia allá
mientras
el sentido global de la replicación es
hacia que el sentido acá damos fin al
proceso de replicación o duplicación del
adn
[Música]
bien
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