La replicación del ADN
Cuando te raspas la rodilla jugando béisbol en el patio del colegio, las células de tu piel se dividen para reparar la herida, y las dos células hijas deben tener el mismo ADN que ella. Un solo error en miles de millones de letras puede importar. ¿Cómo copia la célula un ADN tan largo, tan rápido y casi sin equivocarse? En esta página vas a ver la maquinaria molecular que lo logra, con la bacteria E. coli como modelo y, al final, lo que cambia en una célula eucariota.
La replicación es semiconservadora
Imagina que cultivas bacterias en un medio con nitrógeno pesado ($^{15}\text{N}$) hasta que todo su ADN queda marcado, y luego las pasas a un medio con nitrógeno ligero ($^{14}\text{N}$). Tras una sola división, el ADN no es totalmente pesado ni totalmente ligero: solo hay una banda de densidad intermedia. ¿Cómo se reparte el ADN original entre las células hijas?
¿Qué significa que la replicación del ADN es semiconservadora? Explícalo con tus propias palabras, indicando cómo quedan formadas las dos moléculas de ADN hijas.
¿Qué significa que la replicación del ADN es semiconservadora? Explícalo con tus propias palabras, indicando cómo quedan formadas las dos moléculas de ADN hijas.
La horquilla de replicación
La replicación ocurre en la fase S del ciclo celular, antes de la división, para que cada célula hija reciba una copia completa. Pero el ADN no se copia de golpe: se abre poco a poco y se copia en una zona en forma de Y.
Para repasar la regla de complementariedad (A con T, G con C), completa la cadena en este interactivo:
Nombra la enzima principal que sintetiza la nueva hebra de ADN durante la replicación y explica cuál es su función básica y en qué sentido (5'→3' o 3'→5') añade los…
Nombra la enzima principal que sintetiza la nueva hebra de ADN durante la replicación y explica cuál es su función básica y en qué sentido (5'→3' o 3'→5') añade los nucleótidos.
¿En qué momento del ciclo celular se replica el ADN y por qué es imprescindible que la replicación ocurra antes de que comience la división celular?
¿En qué momento del ciclo celular se replica el ADN y por qué es imprescindible que la replicación ocurra antes de que comience la división celular?
Explica el papel del cebador (o primer) de ARN al comienzo de la replicación y razona por qué la ADN polimerasa no puede iniciar una hebra nueva desde cero.
Explica el papel del cebador (o primer) de ARN al comienzo de la replicación y razona por qué la ADN polimerasa no puede iniciar una hebra nueva desde cero.
Tras la replicación, cada cromosoma queda formado por dos cromátidas hermanas. Explica qué relación guardan las secuencias de ADN de ambas cromátidas, por qué permanecen…
Tras la replicación, cada cromosoma queda formado por dos cromátidas hermanas. Explica qué relación guardan las secuencias de ADN de ambas cromátidas, por qué permanecen unidas durante un tiempo y en qué momento de la división celular se separan.
Cadena líder y cadena rezagada
Si se da un pulso breve de nucleótidos radiactivos a células en división, la mitad del ADN nuevo aparece en moléculas muy largas, pero la otra mitad aparece en fragmentos diminutos de unos mil nucleótidos. Si la horquilla avanza siempre en una dirección, ¿por qué una de las cadenas se fabrica a trozos?
En una horquilla de replicación, una de las hebras nuevas (A) se sintetiza de forma continua avanzando hacia la horquilla, mientras que la otra (B) se sintetiza en…
En una horquilla de replicación, una de las hebras nuevas (A) se sintetiza de forma continua avanzando hacia la horquilla, mientras que la otra (B) se sintetiza en fragmentos alejándose de ella. Indica cuál de las hebras nuevas (A o B) es la conductora y cuál la rezagada, y explica por qué una se sintetiza de forma continua y la otra en fragmentos de Okazaki, haciendo referencia al sentido en que actúa la ADN polimerasa.
Ordena las siguientes etapas de la replicación y justifica el orden elegido: unión de los fragmentos por la ADN ligasa, apertura de la doble hélice por la helicasa,…
Ordena las siguientes etapas de la replicación y justifica el orden elegido: unión de los fragmentos por la ADN ligasa, apertura de la doble hélice por la helicasa, síntesis de nucleótidos por la ADN polimerasa, eliminación de los cebadores, formación de los fragmentos de Okazaki.
Nombra la enzima que sintetiza los cebadores de ARN durante la replicación y explica por qué cada fragmento de Okazaki necesita su propio cebador mientras que la hebra…
Nombra la enzima que sintetiza los cebadores de ARN durante la replicación y explica por qué cada fragmento de Okazaki necesita su propio cebador mientras que la hebra conductora solo necesita uno al comienzo.
Una vez eliminados los cebadores de ARN de la hebra rezagada, ¿con qué se rellenan los huecos y qué enzima sella después la cadena? Explica por qué la hebra rezagada…
Una vez eliminados los cebadores de ARN de la hebra rezagada, ¿con qué se rellenan los huecos y qué enzima sella después la cadena? Explica por qué la hebra rezagada tarda más en completarse que la conductora.
La fidelidad de la copia
Durante la replicación, ¿qué nucleótido se insertará frente a una adenina de la hebra molde? ¿Y frente a una guanina? Explica qué propiedad de la estructura del ADN hace…
Durante la replicación, ¿qué nucleótido se insertará frente a una adenina de la hebra molde? ¿Y frente a una guanina? Explica qué propiedad de la estructura del ADN hace posible que la copia sea fiel.
El análisis químico del ADN de una especie muestra que el $30\ \%$ de sus bases es adenina. Indica, razonándolo, los porcentajes de timina, guanina y citosina, y explica…
El análisis químico del ADN de una especie muestra que el $30\ \%$ de sus bases es adenina. Indica, razonándolo, los porcentajes de timina, guanina y citosina, y explica qué consecuencia tiene esta relación de complementariedad para la replicación del ADN.
Particularidades de la replicación eucariota
El ADN de una célula humana mide casi dos metros y sus polimerasas avanzan mucho más despacio que las de una bacteria, pero se replica todo en unas ocho horas. ¿Cómo lo logra, y cómo evita que los cromosomas lineales se degraden por sus extremos?
¿Cuántas horquillas de replicación se forman a partir de un único origen de replicación y en qué sentido avanzan? Explica qué ventaja supone que los cromosomas…
¿Cuántas horquillas de replicación se forman a partir de un único origen de replicación y en qué sentido avanzan? Explica qué ventaja supone que los cromosomas eucariotas tengan muchos orígenes de replicación.
Indica dos diferencias entre la replicación de un cromosoma bacteriano y la de un cromosoma humano, atendiendo a la forma del ADN y al número de orígenes de replicación.
Indica dos diferencias entre la replicación de un cromosoma bacteriano y la de un cromosoma humano, atendiendo a la forma del ADN y al número de orígenes de replicación.
Vuelve al principio: la célula copia su ADN abriéndolo con la helicasa y usando cada cadena como molde, con cebadores, polimerasa y ligasa, y corrige casi todos los errores sobre la marcha; en eucariotas, miles de orígenes lo aceleran.