¿Cómo funciona la replicación del ADN?

Comenzaré con el ARN y supondré que estamos hablando de células eucariotas (los organismos multicelulares como los humanos están formados por estas).

Existen diferentes tipos de ARN, pero el tipo que se codifica en una proteína se llama ARNm. Después de que el pre-ARNm se transcribe desde el ADN y se edita en ARNm, se traslada al citoplasma. Allí, la traducción del ARNm comienza con la formación de un complejo de iniciación.

El complejo de iniciación consiste en una pequeña subunidad ribosómica que se une a su secuencia de reconocimiento en el ARNm, y un ARNt cargado de metionina que se une al codón de inicio AUG del ARNm. (Un codón consta de tres nucleótidos, de los cuales hay cuatro tipos: A, T, G y C para el ADN, y A, U, G y C para el ARN). Luego, la subunidad ribosómica grande se une al complejo de iniciación, con El ARNt de antes ocupaba el sitio P. Hay tres sitios; E, P y A: piense en ello como una fábrica, con cada paso de la traducción del ARNm a un polipéptido que tiene lugar en un sitio diferente. (El polipéptido es una cadena de aminoácidos unidos, que se plegarán en la proteína después de que se complete la traducción).

Entonces, todo está alineado en este punto. Un ARNt cargado (léase: transporta su aminoácido, siendo los aminoácidos los bloques de construcción de las proteínas) cuyo anticodón es complementario al segundo codón del ARNm entra en el sitio A de la subunidad ribosómica grande. El aminoácido del ARNt se une a la metionina desde el primer ARNt, y el primer ARNt se mueve al sitio E (final), donde luego abandona la subunidad ribosómica. El segundo tRNA está ahora en el sitio P (medio), por lo que un tercer tRNA puede entrar en el sitio A (principio) … etc. El proceso se repite hasta que alcanza un codón de parada en el ARNm, y la cadena de polipéptidos formada por todos esos aminoácidos se separa del ribosoma. ¡Hurra, tenemos nuestra proteína de bebé! Ahora que el polipéptido está solo, puede plegarse en cualquier proteína que sea.

En cuanto a “¿Cómo saben todas estas cosas a dónde ir y qué hacer?” parte … Bueno, el “saber qué hacer” es bastante simple: todas son reacciones bioquímicas, generalmente impulsadas por ATP (trifosfato de adenosina). El poder proviene de la energía de los enlaces de fosfato: después de que el ATP se utiliza para impulsar una reacción, se convierte en ADP (fosfato de adenosina) o incluso AMP (monofosfato de adenosina). En cuanto a “saber a dónde ir” … según tengo entendido, hay suficiente concentración de estas proteínas en el citoplasma que las partes necesarias para las reacciones simplemente … se encuentran. Intenta buscar un simulador de reacción química y verás lo que quiero decir.

Así es como el ARNm se convierte en una proteína, en pocas palabras. Creo que dejaré la parte de replicación de ADN de su pregunta para otra persona, esta respuesta ya es lo suficientemente larga.

La replicación se realiza mediante un lote completo de proteínas que se unen en un ‘Replisoma’.

Puede ver que hay varias tareas distintas que se realizan aquí:

• Desentrañar la hélice (Topoisomerasa / Helicasa)
• Romper los enlaces de hidrógeno entre las bases para formar secciones monocatenarias (Helicase)
• Tomando bases individuales, uniéndolas a su número opuesto y uniéndolas a través de los grupos fosfato. (Polimerasa)

Las cosas se complican por el hecho de que la ADN polimerasa solo funciona en una dirección de 5 ‘a 3’. Mientras que un filamento en la horquilla de replicación se cierra sin problemas, el otro filamento debe construirse hacia atrás en secciones cortas. Además, la ADN polimerasa no puede funcionar solo en un filamento desnudo, necesita una sección de doble hélice para comenzar.

Entonces tenemos un montón de nuevas tareas:

• Poner en secciones de cebador muy cortas (estas son ARN) que coinciden con secciones cortas (Primase) para que haya suficiente doble hélice para que la polimerasa obtenga una ‘compra’
• Polimerizando nuevamente hasta donde terminó el último tramo.
• Una polimerasa ligeramente diferente para extraer el ARN y hacer ADN para cubrir los huecos.
• Ligase para pegar los pedazos juntos en un hilo.

Esta animación muestra todo el shebang, además de algunos detalles más, como la sujeción.

Esta es una animación de la replicación del ADN a medida que ocurre.
Brevemente, el ADN bicatenario se divide en dos cadenas simples. Una cadena sufre una replicación continua y la otra cadena se replica en fragmentos que se vuelven a unir. Estos se llaman fragmentos de Okazaki y se forman debido a la direccionalidad del ADN. Las enzimas que replican el ADN solo pueden funcionar en una dirección, por lo tanto, mientras que una cadena se puede replicar continuamente, la otra cadena debe colocarse en bucle como se ve en la animación para que se realice.

La replicación del ADN es el proceso biológico de producir dos réplicas idénticas de ADN a partir de una molécula de ADN original.

El ADN está formado por una doble hélice de dos cadenas complementarias. Durante la replicación, estos hilos se separan. Cada cadena de la molécula de ADN original sirve entonces como plantilla para la producción de su contraparte, un proceso denominado replicación semiconservativa.

Este proceso se lleva a cabo mediante varias enzimas que se enumeran a continuación junto con su actividad:

1. ADN polimerasa dependiente del ADN : es una familia de enzimas que lleva a cabo el proceso de replicación del ADN en todos los organismos. Cataliza la replicación del ADN en 5 ‘a 3’.
2. TOPOISOMERASE: la enzima que participa en el devanado excesivo o insuficiente del ADN.
3. HELICASA: las helicasas a menudo se usan para separar hebras de una doble hélice de ADN o una molécula de ARN auto-recocida usando la energía de la hidrólisis de ATP, un proceso caracterizado por la ruptura de enlaces de hidrógeno entre bases de nucleótidos recocidas.
4. DNA GYRASE – Alivia la tensión del desenrollado por la DNA helicasa; este es un tipo específico de topoisomerasa
5. DNA LIGASE : vuelve a recocer las hebras semiconservadoras y se une al FRAGMENTO OKAZAKI de la hebra rezagada.
6. PRIMASE – Primase cataliza la síntesis de un segmento corto de ARN (o ADN en algunos organismos) llamado cebador complementario a una plantilla de ADNss.

HORQUILLA DE REPLICACIÓN –

PROCESO DE REPLICACIÓN

1. INICIACIÓN: hay algunos lugares en el ADN que se llaman orificios / regiones donde se inicia la replicación del ADN. Por lo general, estos sitios son identificados por las enzimas y comienzan el proceso. Estos sitios suelen ser “ricos en AT” (ricos en bases de adenina y timina), porque los pares de bases AT tienen dos enlaces de hidrógeno (en lugar de los tres formados en un par CG) y, por lo tanto, son más fáciles de separar. Una vez que se ha localizado el origen, las enzimas forman un complejo de prereplicación que descomprime el ADN bicatenario. La enzima topoisomerasa participa en este proceso.
2. Elongación: la enzima ADN polimerasa tiene actividad 5′-3 ‘. Ahora las enzimas de ADN polimerasa sintetizaron una nueva cadena en la dirección 5 ‘a 3’ (nota: la plantilla de ADN se lee en la dirección 3 ‘a 5’). Simultáneamente, cebadores de ARN sintetizados con enzimas primasas que son utilizados por la polimerasa para la síntesis de una nueva cadena.

Como la enzima ADN polimerasa tiene una dirección 5 ‘- 3’, se forman dos tipos de cadena:

HILO LÍDER : es el hilo continuo que tiene una dirección de síntesis en la misma dirección de la horquilla de replicación creciente que se extiende desde el cebador por una ADN polimerasa con alta procesividad que tiene una dirección 5 ‘- 3’ (cadena 3 ‘- 5 ‘) La cadena principal recibe un solo cebador de ARN.

Cadena de retardo: es la cadena discontinua que tiene una dirección de síntesis opuesta a la dirección de la horquilla de replicación creciente. El hilo rezagado se extiende de forma discontinua desde cada cebador formando fragmentos de Okazaki. RNase elimina los fragmentos de ARN cebador, y una ADN polimerasa de baja procesividad distinta de la polimerasa replicativa ingresa para llenar los huecos. la cadena rezagada recibe varios cebadores, las enzimas ligasas luego se unen a los fragmentos de Okazaki llenando así los huecos.

3. TERMINACIÓN: los eucariotas inician la replicación del ADN en múltiples puntos del cromosoma, por lo que las horquillas de replicación se encuentran y terminan en muchos puntos del cromosoma; no se sabe que estén regulados de ninguna manera en particular. La terminación requiere que el progreso de la bifurcación de replicación del ADN se detenga o se bloquee. La terminación en un locus específico, cuando ocurre, implica la interacción entre dos componentes: (1) una secuencia del sitio de terminación en el ADN, y (2) una proteína que se une a esta secuencia para detener físicamente la replicación del ADN

Por último, si me falta algo, por favor mencione en los comentarios …

GRACIAS … !!!!!!!!

No estoy seguro de la cantidad de detalles que busca, pero aquí hay una foto que muestra cómo funciona la mitosis :

Tenga en cuenta que la mitosis ocurre (casi) en todas partes en nuestros cuerpos, para desarrollar y reponer las pérdidas celulares. Las células resultantes contienen 2 conjuntos de cromosomas homólogos (son lo que se llama células “diploides”)

También tenemos replicación de ADN durante la meiosis , para producir nuestros gametos. Esos son necesarios para la reproducción sexual. Es el mismo principio que para la mitosis, pero cada gameto resultante contiene solo un conjunto de cromosomas (es una célula “haploide”). Aquí hay un diagrama que representa la meiosis:

Avíseme si desea más detalles.

Bueno, la respuesta a eso es muy larga y compleja. También depende de qué tan profundo quieras sumergirte en los detalles esenciales del mecanismo.
Entonces, en lugar de que intente aclararlo en unas pocas miles de palabras, ¿por qué no solo ver este video épico hecho por uno de mis YouTubers científicos favoritos:

El video es un buen punto de partida, pero es una introducción muy básica a todos los diferentes procesos que ocurren durante la replicación del ADN, así que tenlo en cuenta.

La explicación fácil es que la molécula de doble hélice se divide por la mitad, cada mitad luego se regenera en un nuevo DH completo. El proceso en sí mismo es complejo y requiere la producción de ciertas enzimas y proteínas durante el proceso, lo que requeriría una larga explicación. Si desea entrar en el proceso real, hay muchos sitios web que pueden proporcionar la información que desea.

Cada célula (de eucariotas o procariotas) tiene una o más moléculas de polímero de ADN (o ARN) que deben duplicarse para que se produzca la duplicación celular. En los eucariotas (organismos con células que tienen núcleo), el ADN se forma en dos cadenas, cada una compuesta de unidades llamadas nucleótidos. Las dos cadenas parecen dos cadenas que forman la doble hélice de ADN. El proceso de replicación de ADN es capaz de abrir la doble hélice y separar las dos cadenas. Luego se copian los dos hilos. Como resultado, se crean dos nuevas moléculas de ADN. El siguiente paso es la división celular. Después de eso se crea una célula hija. En su núcleo se encuentra una copia del ADN parental.

Un gran complejo enzimático baja por la hélice bicatenaria. La helicasa divide los dos hilos, como una cuña. La topoisomerasa (como tijeras) las corta periódicamente para eliminar el estrés de desenrollado (imagínese si tenía dos hebras de cuerda enrolladas juntas, y luego trató de separarlas rápidamente, y todo se enredó). Al dividir el ADN se obtiene la cadena principal y la cadena retrasada porque si se piensa en la estructura de base de azúcar y fosfato del ADN, las bases (A, T, C y G) solo se pueden agregar a un lado (por lo tanto, desde el 3 ‘y el 5 ‘termina obtienes los hilos principales y rezagados). La ADN polimerasa real se mueve hacia abajo de cada hebra y se conecta en la base apropiada (A’s a T’s y C’s a G’s). Imagine que son legos y que solo puede construir en un lado. La cadena principal obviamente va muy rápido ya que solo puede apilar los bloques de lego (bases), pero la cadena retrasada tiene cebadores que colocan “iniciadores” para que puedan construirse hacia atrás hacia el ADN no separado. Estos trozos se llaman fragmentos de Okazaki, y cuando llegan a la siguiente sección, están sellados por una ligasa. DNA Polymerase comete un error sobre cada 10,000 pares de bases. La mayoría de los errores cometidos se corrigen en la cadena principal (la célula puede decir qué lado de la nueva cadena es más antigua (y, por lo tanto, más correcta) porque a medida que el ADN envejece, la metilación (y otros procesos epigenéticos) une moléculas a la columna vertebral del ADN ) Debido a que cada célula humana tiene aproximadamente 3 mil millones de pares de bases, este proceso inicia muchos lugares a la vez en cada cromosoma para asegurarse de que el proceso se complete de manera oportuna.

La replicación de ADN es el proceso en las células donde una copia de ADN se convierte en dos copias idénticas de ADN. Esto sucede para todo el ADN en una célula. Después de la replicación, la célula sufre mitosis y se divide en dos células hijas, cada célula tiene una copia del ADN replicado.

Esta pregunta fue respondida por mí y otras personas aquí: la respuesta de Antonio Carusillo a ¿Cómo puede describir el proceso de replicación del ADN en las células eucariotas?

En los detalles, tomaría algún tiempo responder esto. Tienes muchas moléculas diferentes (enzimas, nucleótidos, etc.) involucradas en el proceso de replicación. La principal se llama ADN polimerasa, escanea el ADN mientras lo replica o copia. Al final, de una molécula de ADN tienes 2 moléculas de ADN.

La replicación de las moléculas de ADN tiene lugar en muchas etapas.

La primera etapa es que los enlaces de hidrógeno entre las cadenas de ADN están separados por la enzima helicasa

Esto crea dos hebras separadas, la hebra primaria y la hebra rezagada. imprimaciones Que son secciones de nucleótidos complementarios que se unen a la cadena primaria. Esto desencadena que la cadena primaria comience a replicarse completamente con los nucleótidos de ADN libres que se unen a la cadena primaria creando una copia de la cadena original.

La cadena rezagada tiene nucleótidos de ADN libres unidos por la enzima lygase que duplica el contenido de ADN de la célula.

Todo esto ocurre en una de varias horquillas de replicación y los nucleótidos de ADN están unidos por una enzima ADN polimerasa.

* Disculpas por cualquier error cometido en mi intento de responder a esta pregunta, ya sean gramaticales u ortográficos científicos

✔ Animación de replicación de ADN – Súper FÁCIL

… pero realmente creo que deberías hacer tu tarea por ti mismo.

1. Replicación de ADN – Wikipedia, la enciclopedia libre

   en.wikipedia.org/wiki/ DNA _ replication

En pocas palabras, la helicasa divide el ADN a través de enlaces de hidrógeno, lo que resulta en dos cadenas de ARN. Las enzimas se producen para construir la mitad faltante de la cadena de ADN.

El ADN se replica, uno se convierte en dos. 😛