Capitulo 13°

Replicación y reparación de DNA

La replicación del DNA es semi-concervadora lo que significa que durante la división celular cada una d ellas células hojas recibe una mitad del dúplex original, esto ocurre por la separación gradual de las cadenas debido al rompimiento de los puentes de hidrogeno, de modo que cada cadena larga sirve como plantilla para la formación de una cadena complementaria. Las células de una generación que se trasfieren a medios marcados con radioactividad producen hijas con DNA de cadena marcada y una no marcada.

Una familia de DNA polimerasa cataliza la síntesis de DNA. La DNA polimerasa I, para catalizar la reacción la enzima requiere cuatro trifosfatos de desoxirribonucleosido, una plantilla de cadena que de be copiar y un iniciado que contenga un OH 3’ libre al cual se le añadirán nucleótidos, El iniciador es necesario por que la enzima no puede empezar la formación de una cadena de DNA, mas bien solo es capas de añadir nucleótidos en el extremos 3’ terminal hidroxilo de una cadena existente. Otra de sus características es que solo puede catalizar una cadena en dirección 5’-> 3’. Las dos cadenas nuevas se sintetizan en direcciones opuestas por polimerasas a lo largo de las dos cadenas progenitoras plantilla.

Una de las cadenas recién sintetizadas (la cadena adelantada) crece en dirección a ala horquilla de replicación y se sintetiza de manera continua, en cambio la otra (la cadena retrasada) crece alejándose de la horquilla y se sintetiza de madera discontinua. Dichos sucesos requieren de una variedad de proteínas que tienen funciones especificas como: DNA girasa necesaria para liberar la tensión como resultado del desenrollamiento del DNA, una DNA helicasa que desenrolla el DNA y separa las cadenas; proteínas que se unen al DNA monocatenario y evitan que se vuelva a reconectar; una primasa que sintetiza los indicadores de RNA y una DNA ligasa que sella los fragmentos de la cadena retrasada para formar un polinucleotido continuo. El DNA polimerasa III enzima que sintetiza el DNA de manera primaria y añade nucleótidos a cada iniciador de RNA, y el DNA polimerasa I elimina los iniciadores de RNA y los remplaza por DNA.

La replicación de células eucariotas emplea proteínas semejantes a las utilizadas por los procariotas. Todas las DNA polimerasa alargan las cadenas de DNA en dirección 5’ -> 3’. Ninguna inicia la síntesis de cadena sin un iniciador, la mayoría poseen una actividad de exonucleasa 3’ -> 5’. A diferencia de los procariotas la replicación de los eucariotas se inicia de manera simultanea en muchos sitios a lo largo del cromosoma, con la horquillas de replicación en ambas direcciones de cada sitio de inicio. Los orígenes de replicación contienen sitios de unión específico para un complejo multiproteinico llamado ORC.

El DNA esta expuesto a muchas influencias ambientales nocivas como radiaciones ultravioleta e ionizante, sustancias químicas comunes etc. Se conocen 4 tipos de síntesis para la reparación de DNA. La escisión de nucleótido (NER) funciona al remover una pequeña sección de DNA que contiene la lesión, dicha sección se separa por acción de una helicasa, una endonucleasa efectúa un par de incisiones, la abertura se llena mediante la acción de una DNA polimerasa y una DNA ligasa sella la cadena. La separación de la escisión de las bases elimina diferentes nucleótidos alterados que producen distorsiones menores en la hélice del DNA. Una ves qué las bases se remueven la porción restante del nucleótido se desplaza por medio de una endonucleasa, el espacio se elimina por la acción de una fosfodiesterassa y se llena y sella mediante una polimerasa y una ligasa.