Els àcids nucleics tenen un paper important per garantir l'activitat vital de les cèl·lules dels organismes vius. Un representant important d'aquest grup de compostos orgànics és l'ADN, que porta tota la informació genètica i és responsable de la manifestació de les característiques necessàries.
Què és la replicació?
En el procés de divisió cel·lular, és necessari augmentar la quantitat d'àcids nucleics al nucli perquè no hi hagi pèrdua d'informació genètica en el procés. En biologia, la replicació és la duplicació de l'ADN mitjançant la síntesi de noves cadenes.
L'objectiu principal d'aquest procés és transferir la informació genètica a les cèl·lules filles sense canvis, sense cap mutació.
Enzims i proteïnes de replicació
La duplicació de la molècula d'ADN es pot comparar amb qualsevol procés metabòlic de la cèl·lula, que requereix les proteïnes adequades. Com que la replicació és un component important de la divisió cel·lular en biologia, hi participen molts pèptids auxiliars.
ADN polimerasa és l'enzim de reduplicació més important responsableper a la síntesi de la cadena filla d'àcid desoxiribonucleic. En el citoplasma de la cèl·lula, en procés de replicació, és obligatòria la presència de trifosfats nucleics, que aporten totes les bases nucleiques
Aquestes bases són monòmers d'àcids nucleics, per la qual cosa es construeix tota la cadena de la molècula. L'ADN polimerasa és responsable del procés d'assemblatge en l'ordre correcte, en cas contrari, tot tipus de mutacions són inevitables.
- La primasa és una proteïna responsable de la formació d'un cebador a la cadena de plantilla d'ADN. Aquest cebador també s'anomena cebador, té l'estructura d'ARN. Per a l'enzim ADN polimerasa, és important la presència de monòmers inicials, a partir dels quals és possible una síntesi addicional de tota la cadena de polinucleòtids. Aquesta funció la realitza l'encebador i el seu enzim corresponent.
- Helicase (helicasa) forma una bifurcació de replicació, que és una divergència de cadenes de matriu en trencar enllaços d'hidrogen. Això facilita que les polimerases s'apropin a la molècula i comencin la síntesi.
- Topoisomerasa. Si imagineu una molècula d'ADN com una corda retorçada, a mesura que la polimerasa es mou al llarg de la cadena, es formarà un voltatge positiu a causa d'una torsió forta. Aquest problema es resol amb la topoisomerasa, un enzim que trenca la cadena durant un temps curt i desplega tota la molècula. Després d'això, la zona danyada es torna a cosir i l'ADN no s'estressa.
- Les proteïnes Ssb s'uneixen com a grups a les cadenes d'ADN a la bifurcació de replicació per evitar que es tornin a formar enllaços d'hidrogen abans del final del procés de reduplicació.
- Lligues. Funció enzimàticaconsisteix a cosir fragments d'Okazaki a la cadena retardada de la molècula d'ADN. Això passa eliminant els cebadors i inserint monòmers d'àcid desoxiribonucleic natius al seu lloc.
En biologia, la replicació és un procés complex de diversos passos que és extremadament important en la divisió cel·lular. Per tant, l'ús de diverses proteïnes i enzims és necessari per a una síntesi eficient i correcta.
Mecanisme de duplicació
Hi ha 3 teories que expliquen el procés de duplicació de l'ADN:
- El conservador afirma que una molècula filla de l'àcid nucleic té una naturalesa de matriu i la segona es sintetitza completament des de zero.
- Semi-conservador proposat per Watson i Crick i confirmat el 1957 en experiments amb E. Coli. Aquesta teoria diu que les dues molècules d'ADN filles tenen una cadena antiga i una altra de sintetitzada recentment.
- El mecanisme de dispersió es basa en la teoria que les molècules filles tenen seccions alternes al llarg de tota la seva longitud, formades per monòmers antics i nous.
Ara model semiconservador provat científicament. Què és la replicació a nivell molecular? Al principi, l'helicasa trenca els enllaços d'hidrogen de la molècula d'ADN, obrint així ambdues cadenes per a l'enzim polimerasa. Aquests últims, després de la formació de llavors, comencen la síntesi de noves cadenes en la direcció 5'-3'.
La propietat de l'antiparal·lelisme de l'ADN és la raó principal de la formació de cadenes capdavanteres i endarrerides. A la cadena principal, l'ADN polimerasa es mou contínuament, mentre que està en retardforma fragments d'Okazaki, que s'uniran per lligasa en el futur.
Característiques de la rèplica
Quantes molècules d'ADN hi ha al nucli després de la replicació? El procés en si implica una duplicació del conjunt genètic de la cèl·lula, per tant, durant el període sintètic de mitosi, el conjunt diploide té el doble de molècules d'ADN. Aquesta entrada normalment es marca com a 2n 4c.
A més del significat biològic de la replicació, els científics han trobat aplicació del procés en diversos camps de la medicina i la ciència. Si en biologia la replicació és la duplicació de l'ADN, al laboratori, la reproducció de molècules d'àcid nucleic s'utilitza per crear milers de còpies.
Aquest mètode s'anomena reacció en cadena de la polimerasa (PCR). El mecanisme d'aquest procés és similar a la replicació in vivo, per tant, s'utilitzen enzims i sistemes tampó similars per al seu curs.
Conclusions
La replicació és de gran importància biològica per als organismes vius. La transferència d'informació genètica durant la divisió cel·lular no es completa sense la duplicació de molècules d'ADN, de manera que el treball coordinat dels enzims és important en totes les etapes.
