La replicación del ADN en células procariotas como Escherichia coli es un proceso rápido y preciso vital para la reproducción asexual, donde se crean copias idénticas del ADN antes de la división celular. Este proceso ocurre mediante la separación de las hebras de ADN y la adición de nuevos nucleótidos, utilizando enzimas como helicasa, ADN polimerasa y primasa, con la replicación de ambas hebras sucediendo simultáneamente. Al finalizar, se generan dos moléculas de ADN idénticas, permitiendo que las células hijas mantengan las mismas instrucciones genéticas que la célula progenitora.

1. REPLICACIÓN DEL ADN
http://www.mhhe.com/biosci/bio_animations/04_MH_DNAReplication_Web/index.html
LAS CÉLULAS, COMO LA DEL PROCARIOTA Escherichia coli,
se replican rápida y eficientemente. Parte del proceso de
reproducción asexual es la capacidad de las células para hacer
copias idénticas de su ADN antes que ocurra la división
celular. Las células procariotas que se reproducen por FISION
BINARIA confían en el rápido y preciso proceso de replicación
del ADN para asegurar que las futuras generaciones de células
tengan las mismas instrucciones genéticas de la célula
progenitora. La estructura del ADN permite la velocidad y
precisión dela replicación. La molécula de ADN es un polímero
de dos hebras de nucleótidos las cuales están enlazadas entre
sí para formar una doble hélice. Los nucleótidos son
moléculas que contienen el azúcar DESOXIRIBOSA, un fosfato
y una de 4 bases nitrogenadas. El esqueleto fosfodiester
consta de azúcar desoxirribosa y de grupos fosfatos
dispuestos alternadamente. Las bases nitrogenadas
corresponden a la citosina, timina, adenina y guanina. La
citosina forma 3 puentes de hidrógeno con la guanina; la
timina forma dos puentes de Hidrógeno con la adenina. A esto
se le conoce como pareo de bases complementarias. La
doble hélice tendrá una hebra orientada en una dirección 5’-3’
en relación al grupo hidroxilo del azúcar desoxirribosa,
mientras que la otra hebra se orientará en una dirección 3’-5’.
Esto muestra la naturaleza antiparalela de las hebras del ADN.
Las bases complementarias pareadas en la estructura del ADN
permiten que la replicación sea ejecutada de una manera
semi-conservativa. Cada hebra de la molécula de ADN es
usada como un molde en la creación de una doble hebra
nueva. La replicación comienza con la separación de las dos
hebras de ADN y cada hebra original, llamada hebra padre, es
usada como molde para que el pareo de bases
complementarias forme dos nuevas moléculas. La replicación
del ADN ocurre en dirección 5’-3’, añadiéndose nuevos
nucleótidos al extremo 3’ de la nueva hebra en formación. La
Una traducción libre, de la animación 3D de la Mc Graw Hill, realizada por Gustavo
Toledo C., Prof de Biología y de Ciencias Naturales. Este material se complementa
con guías para trabajar con alumnos de 4º Medio común, Chile. S.F.C, 2012

2. replicación comenzará en un área específica de la molécula
llamada el origen de la replicación. El origen de la
replicación marca el área de replicación activa llamada
horquilla de replicación. Para comprender cómo los
organismos eucariotas complejos replican su ADN, los
científicos estudiaron primero la replicación de procariotas
modelos, como Escherichia coli. Una vez establecida la
horquilla de replicación, se necesitan muchas enzimas para
que continúe la replicación. La enzima helicasa separa las
hebras de la doble hélice y las proteínas SSB (del inglés, Single
StrandBindingProteins),llamadas en español Proteínas de
unión al ADN mono-catenario, estabilizan las regiones nuevas
de hebras mono-catenarias. La ADN Girasa es usada para
asegurar que las áreas de hebra doble, por fuera de la
horquilla de replicación no se enrolle. Una vez que la horquilla
de replicación se estabiliza, la ADN polimerasacataliza la
adición de nuevos nucleótidos a la hebra hija en crecimiento.
Otras proteínas, tales como lasAbrazaderasbeta y el
cargador de la abrazadera, ayudan a mantener a la ADN
polimerasa en su lugar sobre el ADN. La enzima Primasa
parea a la hebra molde secuencias cortas de ARN, llamadas
primers (cebador), debido a que la ADN polimerasa no
puede empezar la adición de nucleótidos sin un cebador. La
replicación de ambas hebras ocurren al mismo tiempo, una de
ellas usando una síntesis continua y la otra, discontinua. La
síntesis continua ocurre en la hebra padre orientada 3’-5’, y se
le ha denominado hebra LIDER. Se añaden nuevos nucleótidos
al extremo 3’, moviéndose continuamente hacia la horquilla
de replicación en expansión. La síntesis discontinua ocurre en
la hebra padre que está orientada en sentido 5’-3’, llamada
hebra retrasada, y es completada en segmentos llamados
fragmentos de OKAZAKI. La replicación en esta hebra usa la
enzima Primasa para añadir primers por delante del extremo
5’ de la hebra retrasada. La ADN polimerasa III luego añade
cortas secuencias de nucleótidos, los fragmentos de
Okazaki, al primer o cebador, llenando los espacios. A
Una traducción libre, de la animación 3D de la Mc Graw Hill, realizada por Gustavo
Toledo C., Prof de Biología y de Ciencias Naturales. Este material se complementa
con guías para trabajar con alumnos de 4º Medio común, Chile. S.F.C, 2012

3. medida quela hélice está abriéndose, este proceso se repite
hasta que la hebra entera sea replicada. La ADN polimerasa I
reemplaza los ARN primers con nucleótidos de ARN y la ADN
ligasaes usada para asegurar enlaces entre los fragmentosy
los nucleótidos reemplazados. Una vez que las hebras líder y
retrasada han completado su replicación, se forman dos
copias de moléculas de ADN idénticas. El proceso de
replicación del ADN permite que las células bacterianas se
dividan activamente para asegurar que todas las células hijas
tengan las mismas instrucciones de la célula progenitora,
permitiéndoles funcionar der la misma manera. Así, las
poblaciones bacterianas pueden crecer, aumentando el
número de individuos en una colonia.
Una traducción libre, de la animación 3D de la Mc Graw Hill, realizada por Gustavo
Toledo C., Prof de Biología y de Ciencias Naturales. Este material se complementa
con guías para trabajar con alumnos de 4º Medio común, Chile. S.F.C, 2012