La iniciación de la replicación es la primera parte del proceso de duplicación del ADN, después llega la elongación y, por último, la instancia de terminación.
La replicación del ADN es un proceso también definido como autoduplicación o autorreplicación que permite obtener, como mínimo, un par de réplicas de material genético.
Antes de seguir profundizando en las particularidades de este mecanismo es oportuno resaltar que los expertos en Biología apelan a la sigla ADN para aludir al ácido desoxirribonucleico. Se trata de un biopolímero que, en su secuencia, contiene instrucciones esenciales para que se desarrollen los seres vivos y ciertas clases de virus. La información del ADN es clave para que se sinteticen proteínas y se transmitan rasgos hereditarios a descendientes de un clan.
La cadena de ADN empieza a duplicarse en un punto fijo del cromosoma definido como punto de origen de replicación. Es una secuencia a base de nucleótidos desde la cual se despliega la llamada horquilla de replicación que marca la aparición de idénticas cadenas de ADN. Esta estructura con apariencia de horquilla, cuyo movimiento es bidireccional, responde a la necesidad de que cada cadena englobada en la doble hélice se mantenga separada de la otras (ya que en la célula las dos cadenas resultan duplicadas de modo simultáneo) para que ambas sean aptas como matriz o molde para una cadena nueva.
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ResumenCaracterísticas de la replicación del ADN
Al analizar la replicación del ADN salen a la luz diferentes características. En primer lugar conviene señalar que se conoce como unidad funcional de replicación al porcentaje de ADN capaz de ser sintetizado en función de un punto de origen de replicación en particular.
Si bien en gran parte de los casos existe una horquilla de replicación en dos direcciones (sentidos opuestos), no se puede dejar de remarcar la existencia de excepciones. En determinados plásmidos y en el genoma mitocondrial, por ejemplo, pueden distinguirse desde uno hasta un par en materia de origen de replicación, teniendo un sentido unidireccional.
Gracias a aportes de Tsuneko y Reiji Okazaki, científicos de nacionalidad japonesa que establecieron que al formarse una cadena nueva de ADN ésta es un trozo de escasa extensión que se enmarca en un proceso discontinuo de replicación, se arribó al descubrimiento de los fragmentos de Okazaki. Se trata de cadenas de ADN cortas que se sintetizan en la hebra discontinua y que quedan unidos entre sí a través de ADN ligasa, lográndose así una cadena de ADN continua.
Durante la replicación de ADN, las cadenas de la doble hélice sirven como molde en vistas a la síntesis de una cadena complementaria, nueva.
Tipos
Existen varios tipos de replicación. De acuerdo a los modelos propuestos, se distinguen la variedad de replicación semiconservativa (que supone el surgimiento de un par de moléculas de ADN a base de una hebra original y otra nueva) y la replicación conservativa (proceso que marca la aparición de un ADN absolutamente nuevo). Hay, incluso, una replicación dispersiva que supone una ruptura y posterior reorganización de hebras en una molécula conformada por antiguos y nuevos fragmentos de cada una de las hebras involucradas en el ADN.
La replicación bidireccional, la replicación continua y la replicación discontinua son otras categorías que dan cuenta de las diversas modalidades en que puede ocurrir la duplicación de ADN.
Importancia de la replicación del ADN
Conocer cómo es y en qué consiste la replicación del ADN es importante dadas las numerosas aplicaciones o utilidades que tiene este proceso para los ámbitos de la medicina y la biotecnología, por ejemplo. Se tiene en cuenta esta información en experimentos y análisis vinculados a, entre otras alternativas, la terapia génica y a la clonación de ADN.
Mucho se ha investigado, y todavía se sigue trabajando al respecto, acerca de los impactos o consecuencias de las replicaciones de ADN. Se ha anunciado oficialmente, por brindar una referencia, que un mecanismo defectuoso, problemático o malogrado de replicación en la etapa de división celular provoca alteraciones a nivel genético y cambios epigenéticos que se extienden hasta por cinco generaciones.
En una horquilla de replicación hay un grupo de proteínas (entre ellas primosomas y helicasas) que conforma aquello que se conoce como replisoma.
Haciendo uso de una técnica moderna dirigida a la identificación de dianas enzimáticas, por otra parte, expertos de la Universidad de Sevilla y el Centro Andaluz de Biología Molecular y Medicina Regenerativa (CABIMER) detectaron huecos de ADN sin replicar durante el mecanismo, a escala molecular, de replicación de ADN. En el marco de estos estudios se determinó el rol, dentro de la replicación de ADN, del gen principal que causa los tipos hereditarios de cáncer de ovarios y mama.
También hubo novedades difundidas desde el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). Expertos de dicha institución compartieron un trabajo con colegas suyos de la Universidad de Zúrich y encontraron que la RAD51 es una proteína que contribuye a impedir que se replique el ADN que ya fue copiado. Dicen que es una estrategia natural para frenar la posibilidad de que haya duplicaciones genómicas. El CNIO, asimismo, ha divulgado datos de interés sobre los efectos negativos que tiene en los mamíferos la re-replicación in vivo. En este panorama resaltaron que los errores producidos durante el fenómeno de la replicación se traducen muchas veces en mutaciones cancerígenas. Trascendió que específicamente en seres unicelulares una doble replicación de ADN incrementa la periodicidad de la amplificación génica.
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