Nuestras células se encuentran en continuo cambio debido a una serie de eventos que ocurren durante las fases del ciclo celular. Entre estos eventos destaca la replicación del ADN, la cual es imprescindible para que las células se puedan renovar.
¿En qué consiste la renovación celular?
La renovación celular es la capacidad que tienen las células de reproducirse y producir células idénticas que sustituyen a las originales. Este proceso es el responsable de que nuestras células se conserven y se trata de un proceso constante.
Uno de los pasos clave de este proceso es la replicación del ADN durante el cual la célula prepara su maquinaria celular para hacer una copia exacta de todo su material genético.
¿Cómo se lleva a cabo la replicación del ADN en las células de los seres humanos?
Las células humanas pertenecen al grupo de células eucariotas. Dichas células contienen un ADN lineal con forma de doble hélice. La doble hélice consiste en dos cadenas de ADN complementarias que se unen entre sí por puentes de hidrógeno. Ambas cadenas tienen direcciones contrarias por lo que una de las hebras estará en sentido 5’ –> 3’ (hebra líder) y la otra en sentido 3’ –> 5’ (hebra retardada).
Para poder hacer una copia del ADN tienen que ocurrir los siguientes eventos:
- La maquinaria celular debe poder acceder al interior de la doble hélice para leer la información que queremos copiar. Para ello, la enzima helicasa se encarga de romper los puentes de hidrógeno que mantienen unidas las dos hebras de ADN, creando una especie de burbuja llamada horquilla de replicación.
- Para liberar la tensión de las cadenas de ADN producida por el superenrollamiento de la estructura de la doble hélice, la topoisomerasa corta y pega de nuevo el fragmento de la hebra de ADN que se va a replicar. Podríamos imaginarnos una estructura encargada de desenrollar la doble hélice.
- Las proteínas SSB se une a la cadena de ADN para estabilizarla y evitar que se vuelva a unir a su hebra complementaria ya que esto impediría la replicación del ADN.
- La enzima primasa genera un fragmento de ARN complementario (primer) al fragmento de ADN que se quiere replicar. Este fragmento es imprescindible para que la replicación del ADN pueda comenzar. El primer genera un extremo 3’ OH libre, extremo al que se une la enzima encargada de copiar la información, la ADN Polimerasa.
- Las ADN polimerasas se unen al extremo 3’ OH libre del primer y añaden nucleótidos complementarios a la cadena de ADN que está copiando.
Las ADN polimerasas sólo trabajan en sentido 5’ –> 3’. Esto a efectos prácticos significa que, en el caso de la hebra líder un solo primer será suficiente para que las ADN polimerasas hagan su función, mientras que la hebra retardada necesitará de varios primers para poder replicar toda la hebra.
Esto genera fragmentos de ADN replicado en la cadena retardada conocidos como fragmentos de Okazaki. En el caso de la hebra retardada, para finalizar la replicación será necesario la función de la enzima ligasa, encargada de “pegar” dichos fragmentos.
