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Contenido principal

Repaso de la estructura y replicación del ADN

Términos clave

TérminoSignificado
ADN (ácido desoxirribonucleico)Ácido nucleico que transmite información genética de padres a hijos y codifica para la producción de proteínas
NucleótidoElemento estructural de los ácidos nucleicos
Doble héliceEstructura de dos hebras entrelazadas alrededor de un eje como una escalera torcida
Replicación del ADNProceso durante el cual una molécula de doble hebra de ADN se copia para producir dos moléculas idénticas de ADN
Apareamiento de basesPrincipio por el cual las bases nitrogenadas de las moléculas de ADN se unen entre sí

Estructura del ADN

El ADN es un ácido nucleico, uno de los cuatro grandes grupos de macromoléculas biológicas.

Nucleótidos

Todos los ácidos nucleicos están hechos de nucleótidos. En el ADN cada nucleótido se compone de tres partes: un azúcar de 5 carbonos llamado desoxirribosa, un grupo fosfato, y una base nitrogenada.
El ADN usa cuatro tipos de bases nitrogenadas; adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T).
Los nucleótidos de ARN también pueden contener bases de adenina, guanina y citosina, pero en lugar de timina tienen otra base llamada uracilo (U).

Las reglas de Chargaff

En los años 1950, un bioquímico llamado Erwin Chargaff descubrió que las bases nitrogenadas (A, T, C, y G) no se encuentran en cantides iguales. Sin embargo, la cantidad de A siempre es igual a T, y las cantidad de C siempre es igual a G.
Estos hallazgos fueron indispensables para descubrir el modelo de la doble hélice del ADN.

La doble hélice

El descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN se realizó gracias al trabajo de numerosos científicos en los años 1950.
Doble hélice de ADN. Imagen modifcada de OpenStax, CC BY 3.0.
Las moléculas de ADN tienen una estructura antiparalela, es decir, las dos hebras de la hélice corren en direcciones opuestas una de la otra. Cada hebra tiene un extremo 5' y un extremo 3'.
La resolución de la estructura de ADN fue uno de los grandes logros científicos del siglo.
El conocer la estructura del ADN abrió la puerta para entender muchos aspectos de la función del ADN, como la forma en que se copia y la forma como la información que contiene se puede usar para hacer proteínas.

Replicación del ADN

Replicación semiconservativa. Imagen modificada de OpenStax, CC BY 3.0.
La replicación del ADN es semiconservativa. Esto significa que cada una de las dos cadenas en el ADN bicatenario funciona como molde para producir dos cadenas nuevas.
La replicación depende del apareamiento de bases complementarias, es decir el principio que se explica con las reglas de Chargaff; adenina (A) siempre se aparea con timina (T), y citosina (C) siempre se aparea con guanina (G),

El proceso de replicación

La replicación del ADN ocurre con la ayuda de varias enzimas. Estas enzimas "abren" las moléculas de ADN cuando rompen los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las dos hebras.
Cada hebra sirve como un molde para la creación de una nueva hebra complementaria. Las bases complementarias se unen unas con otras (A-T y C-G).
La principal enzima involucrada en esto es la ADN polimerasa que une los nucleótidos para sintetizar la nueva hebra complementaria. La ADN polimerasa además revisa cada nueva hebra de ADN para asegurar que no hay errores.

Cadena líder y cadena rezagada

El ADN se produce de diferente forma en las dos cadenas en una horquilla de replicación.
Una cadena nueva, la cadena líder, corre de 5' a 3' hacia la horquilla y se forma de manera continua.
La otra, la cadena rezagada, corre de 5' a 3' en dirección opuesta a la horquilla y se forma en pequeños pedazos llamados fragmentos de Okazaki.

Ejemplo: determinación de una cadena complementaria

El ADN solo se sintetiza en la dirección 5' a 3'. Puedes determinar la secuencia de una cadena complementaria si te dan la secuencia de la cadena molde.
Por ejemplo, si sabes que la secuencia de una cadena es 5'-AATTGGCC-3 ', la cadena complementaria debe tener la secuencia 3'-TTAACCGG-5'. Esto permite a cada base unirse con su pareja:

Errores conceptuales comunes

  • La replicación del ADN no es lo mismo que la división celular. La replicación ocurre antes de la división celular, durante la fase S del ciclo celular. Sin embargo, la replicación solo se refiere a la producción de nuevas cadenas de ADN, mas no de nuevas células.
  • Algunas personas piensan que en la cadena líder el ADN se sintetiza en la dirección 5' a 3', mientras que en la cadena rezagada el ADN se sintetiza en dirección 3' a 5'. Esto no es el caso, la ADN polimerasa solo sintetiza ADN en la dirección 5' a 3'. La diferencia entre las cadenas líder y rezagada es que la cadena líder se forma hacia la horquilla de replicación, mientras que la cadena rezagada se forma en dirección contraria y se aleja de la horquilla de replicación.

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