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replicación del ADN

Replicación del ADN: La doble hélice se desenrolla y se separa, y cada hebra (turquesa) sirve de plantilla para replicar una nueva hebra complementaria (verde). Los nucleótidos ...

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Replicación del ADN: La doble hélice se desenrolla y se separa, y cada hebra (turquesa) sirve de plantilla para replicar una nueva hebra complementaria (verde). Los nucleótidos (bases) se emparejan para sintetizar las nuevas hebras complementarias y formar dos nuevas dobles hélices.

La replicación del ADN es el proceso mediante el cual una célula realiza copias exactas de su ADN . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Este proceso ocurre en todos los organismos y es esencial para la herencia biológica , la división celular y la reparación de tejidos dañados. La replicación del ADN asegura que cada una de las células hijas recién divididas reciba su propia copia de cada molécula de ADN. [ 5 ]

El ADN se presenta con mayor frecuencia en forma de doble cadena, compuesta por dos cadenas complementarias unidas por el apareamiento de bases de los nucleótidos que componen cada cadena. Las dos cadenas lineales de una molécula de ADN de doble cadena suelen entrelazarse formando una doble hélice . [ 6 ] Durante la replicación, las dos cadenas se separan, y cada cadena de la molécula de ADN original sirve como plantilla para la producción de una cadena complementaria, un proceso conocido como replicación semiconservativa . Como resultado, cada molécula de ADN replicada está compuesta por una cadena de ADN original y una cadena recién sintetizada. [ 7 ] Los mecanismos celulares de corrección de errores y verificación de pruebas aseguran una fidelidad casi perfecta para la replicación del ADN. [ 8 ] [ 9 ]

La replicación del ADN generalmente comienza en ubicaciones específicas conocidas como orígenes de replicación [ 10 ] , las cuales se encuentran dispersas por todo el genoma . [ 11 ] El desenrollamiento del ADN en el origen es facilitado por enzimas llamadas helicasas , lo que da como resultado horquillas de replicación que crecen bidireccionalmente desde el origen. Numerosas proteínas se asocian a la horquilla de replicación para ayudar en el inicio y la continuación de la síntesis de ADN . Principalmente, la ADN polimerasa sintetiza las nuevas cadenas incorporando nucleótidos que complementan los nucleótidos de la cadena molde. La replicación del ADN ocurre durante la fase S (síntesis) de la interfase . [ 12 ]

La replicación del ADN también puede realizarse in vitro (artificialmente, fuera de una célula). [ 13 ] Las ADN polimerasas aisladas de células y los cebadores de ADN artificiales pueden utilizarse para iniciar la síntesis de ADN en secuencias conocidas de una molécula de ADN molde. La reacción en cadena de la polimerasa (PCR), la reacción en cadena de la ligasa (LCR) y la amplificación mediada por transcripción (TMA) son ejemplos comunes de esta técnica. En marzo de 2021, los investigadores informaron sobre evidencia que sugiere que una forma preliminar de ARN de transferencia , un componente necesario de la traducción (la síntesis biológica de nuevas proteínas de acuerdo con el código genético ), podría haber sido una molécula replicadora en sí misma durante la abiogénesis temprana de la vida primordial. [ 14 ] [ 15 ]

Estructura del ADN

Estructura de la doble hélice del ADN ( ADN tipo B ). Los átomos de la estructura están codificados por colores según el elemento , y las estructuras detalladas de dos pares de bases se muestran en la parte inferior derecha.

El ADN es una estructura de doble cadena, con ambas cadenas enrolladas juntas para formar la característica doble hélice . Cada cadena simple de ADN es una cadena de cuatro tipos de nucleótidos . Los nucleótidos en el ADN contienen un azúcar desoxirribosa , un fosfato y una nucleobase . Los cuatro tipos de nucleótidos corresponden a las cuatro nucleobases : adenina , citosina , guanina y timina , comúnmente abreviadas como A, C, G y T, respectivamente. La adenina y la guanina son nucleobases púricas [ 16 ] , mientras que la citosina y la timina son pirimidinas . Estos nucleótidos forman enlaces fosfodiéster , creando el esqueleto de fosfato-desoxirribosa de la doble hélice del ADN con las nucleobases apuntando hacia adentro (es decir, hacia la cadena opuesta). Las nucleobases complementarias se emparejan entre las cadenas a través de enlaces de hidrógeno para formar pares de bases . La adenina se aparea con la timina (dos enlaces de hidrógeno) y la guanina se aparea con la citosina (tres enlaces de hidrógeno ). [ 17 ]

Las cadenas de ADN tienen direccionalidad , y los diferentes extremos de una sola cadena se denominan "extremo 3'" y "extremo 5'". Por convención, si se da la secuencia de bases de una sola cadena de ADN, el extremo izquierdo de la secuencia es el extremo 5', mientras que el extremo derecho es el extremo 3'. Las cadenas de la doble hélice son antiparalelas, una orientada de 5' a 3' y la opuesta de 3' a 5'. Estos términos se refieren a la convención química de numerar los átomos de carbono que componen la molécula de desoxirribosa e indican el átomo de carbono específico al que se une el siguiente fosfato de la cadena. La direccionalidad tiene consecuencias en la síntesis de ADN, ya que la ADN polimerasa solo puede sintetizar ADN en una dirección añadiendo nucleótidos al extremo 3' de una cadena de ADN. [ 18 ]

El emparejamiento de bases complementarias en el ADN (mediante enlaces de hidrógeno ) implica que la información contenida en cada hebra es redundante. Los enlaces fosfodiéster (intrahebra) son más fuertes que los enlaces de hidrógeno (interhebra). La función de los enlaces fosfodiéster es conectar el átomo de carbono 5' de un nucleótido con el átomo de carbono 3' de otro, mientras que los enlaces de hidrógeno estabilizan las dobles hélices del ADN a lo largo del eje helicoidal, pero no en la dirección del eje longitudinal. [ 19 ] Esto permite separar las hebras. Por lo tanto, los nucleótidos de una sola hebra pueden utilizarse para reconstruir los nucleótidos de una hebra compañera recién sintetizada. [ 20 ]

ADN polimerasa

Las ADN polimerasas añaden nucleótidos al extremo 3′ de una cadena de ADN. [ 21 ] Si se incorpora accidentalmente un desajuste, la polimerasa se inhibe y no puede continuar la extensión. La corrección de errores elimina el nucleótido desajuste y la extensión continúa.

Las ADN polimerasas son una familia de enzimas que llevan a cabo todas las formas de replicación del ADN. [ 22 ] En general, las ADN polimerasas no pueden iniciar la síntesis de nuevas cadenas, sino que solo pueden extender una cadena de ADN o ARN existente que se encuentra apareada con una cadena molde. Para comenzar la síntesis, se debe crear un fragmento corto de ARN, llamado cebador , y aparearlo con la cadena molde de ADN.

La ADN polimerasa añade una nueva hebra de ADN extendiendo el extremo 3′ de una cadena de nucleótidos existente, añadiendo nuevos nucleótidos que coinciden con la hebra molde, uno a uno, mediante la creación de enlaces fosfodiéster . La energía para este proceso de polimerización del ADN proviene de la hidrólisis de los enlaces fosfato (fosfoanhídrido) de alta energía entre los tres fosfatos unidos a cada base no incorporada . Las bases libres con una molécula de azúcar unida (desoxirribosa en el caso del ADN) se denominan nucleósidos , y los nucleósidos con uno o más grupos fosfato unidos se denominan nucleótidos ; en particular, los nucleósidos con tres grupos fosfato unidos se denominan nucleósido trifosfatos . Cuando se añade un nucleótido libre a una cadena de ADN en crecimiento, la formación de un enlace fosfodiéster entre el fosfato proximal del nucleótido libre y la desoxirribosa de otro nucleótido dentro de la cadena en crecimiento se acompaña de la hidrólisis de un enlace fosfato de alta energía, con la liberación de los dos grupos fosfato distales del nucleótido libre en forma de pirofosfato . La hidrólisis enzimática del pirofosfato resultante en fosfato inorgánico consume un segundo enlace fosfato de alta energía y hace que la reacción sea prácticamente irreversible. [ Nota 1 ]

En general, las ADN polimerasas son muy precisas, con una tasa de error intrínseca inferior a un error por cada 10⁷ nucleótidos añadidos. [ 23 ] Algunas ADN polimerasas también pueden eliminar nucleótidos del extremo de una cadena en desarrollo para corregir bases mal apareadas. Esto se conoce como corrección de pruebas. Finalmente, los mecanismos de reparación de errores de apareamiento posteriores a la replicación monitorizan el ADN en busca de errores, siendo capaces de distinguir los errores de apareamiento en la cadena de ADN recién sintetizada de la secuencia de la cadena original. En conjunto, estos tres pasos de discriminación permiten una fidelidad de replicación inferior a un error por cada 10⁹ nucleótidos añadidos. [ 23 ]

La tasa de replicación del ADN en una célula viva se midió por primera vez como la tasa de elongación del ADN del fago T4 en E. coli infectada con el fago . [ 24 ] Durante el período de aumento exponencial del ADN a 37  °C, la tasa fue de 749 nucleótidos por segundo. La tasa de mutación por par de bases por replicación durante la síntesis del ADN del fago T4 es de 1,7 por 10 8 . [ 25 ]

Proceso de replicación

Descripción general de los pasos en la replicación del ADN
Pasos en la síntesis de ADN

La replicación del ADN, como todos los procesos de polimerización biológica, se lleva a cabo en tres etapas coordinadas y catalizadas enzimáticamente: iniciación, elongación y terminación. [ 26 ]

Iniciación

Función de los iniciadores en el inicio de la replicación del ADN
Formación del complejo de prereplicación

Para que una célula se divida , primero debe replicar su ADN. [ 27 ] La replicación del ADN es un proceso de todo o nada; una vez que comienza, se completa. Una vez completada, no vuelve a ocurrir en el mismo ciclo celular. Esto es posible gracias a la división de la iniciación del complejo de prereplicación .

Complejo de prereplicación

En la fase tardía de la mitosis y la fase temprana de G1 , un gran complejo de proteínas iniciadoras se ensambla en el complejo de prereplicación en puntos específicos del ADN, conocidos como " orígenes ". [ 11 ] [ 10 ] En E. coli, la proteína iniciadora primaria es Dna A ; en levadura , este es el complejo de reconocimiento del origen . [ 28 ] Las secuencias utilizadas por las proteínas iniciadoras tienden a ser "ricas en AT" (ricas 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 de la hebra. [ 29 ] En eucariotas, el complejo de reconocimiento del origen (ORC) cataliza el ensamblaje de las proteínas iniciadoras en el complejo de prereplicación. Además, un informe reciente sugiere que el ORC de la levadura de gemación se dimeriza de manera dependiente del ciclo celular para controlar la licencia. [ 30 ] [ 31 ] A su vez, el proceso de dimerización de ORC está mediado por un ciclo de dimerización de Noc3p dependiente del ciclo celular in vivo, y este papel de Noc3p es separable de su papel en la biogénesis de los ribosomas. Un ciclo de dimerización de Noc3p esencial media la formación del doble hexámero de ORC en la licencia de replicación y Noc3p está continuamente unido a la cromatina durante todo el ciclo celular. [ 32 ] Cdc6 y Cdt1 se asocian entonces con el complejo de reconocimiento del origen unido en el origen para formar un complejo más grande necesario para cargar el complejo Mcm en el ADN. En eucariotas, el complejo Mcm es la helicasa que dividirá la hélice de ADN en las horquillas de replicación y los orígenes. El complejo Mcm es reclutado en la fase G1 tardía y cargado por el complejo ORC-Cdc6-Cdt1 en el ADN a través de la remodelación de proteínas dependiente de ATP. La carga del complejo MCM en el ADN del origen marca la finalización de la formación del complejo de prereplicación. [ 33 ]

Si las condiciones ambientales son adecuadas en la fase G1 tardía, los complejos ciclina G1 y G1/S - Cdk se activan, lo que estimula la expresión de genes que codifican componentes de la maquinaria de síntesis de ADN. La activación de G1/S-Cdk también promueve la expresión y activación de los complejos S-Cdk, que pueden desempeñar un papel en la activación de los orígenes de replicación dependiendo de la especie y el tipo celular. El control de estas Cdk varía según el tipo celular y la etapa de desarrollo. Esta regulación se comprende mejor en la levadura de gemación , donde las ciclinas S Clb5 y Clb6 son las principales responsables de la replicación del ADN. [ 34 ] Los complejos Clb5,6-Cdk1 desencadenan directamente la activación de los orígenes de replicación y, por lo tanto, son necesarios durante toda la fase S para activar directamente cada origen. [ 33 ]

De manera similar, Cdc7 también es necesario durante la fase S para activar los orígenes de replicación. Cdc7 no está activo durante todo el ciclo celular, y su activación está estrictamente regulada para evitar la iniciación prematura de la replicación del ADN. Al final de la fase G1, la actividad de Cdc7 aumenta abruptamente como resultado de su asociación con la subunidad reguladora DBF4 , que se une directamente a Cdc7 y promueve su actividad de proteína quinasa. Se ha descubierto que Cdc7 es un regulador limitante de la velocidad de la actividad del origen. En conjunto, las Cdks de G1/S y/o las Cdks de S y Cdc7 colaboran para activar directamente los orígenes de replicación, lo que conduce a la iniciación de la síntesis de ADN. [ 33 ]

Complejo de preiniciación

En la fase S temprana, la activación de S-Cdk y Cdc7 conduce al ensamblaje del complejo de preiniciación, un complejo proteico masivo que se forma en el origen. La formación del complejo de preiniciación desplaza a Cdc6 y Cdt1 del complejo de replicación del origen, inactivando y desensamblando el complejo de prereplicación. La carga del complejo de preiniciación en el origen activa la helicasa Mcm, lo que provoca el desenrollamiento de la hélice de ADN. El complejo de preiniciación también carga la α-primasa y otras ADN polimerasas en el ADN. [ 33 ]

Después de que la α-primasa sintetiza los primeros cebadores, las uniones cebador-molde interactúan con el cargador de pinzas, que carga la pinza deslizante sobre el ADN para iniciar la síntesis de ADN. Los componentes del complejo de preiniciación permanecen asociados a las horquillas de replicación a medida que se alejan del origen. [ 33 ]

Alargamiento

La ADN polimerasa tiene actividad 5′–3′. Todos los sistemas de replicación de ADN conocidos requieren un grupo hidroxilo 3′ libre antes de que pueda iniciarse la síntesis (nota: la plantilla de ADN se lee en dirección 3′ a 5′, mientras que una nueva cadena se sintetiza en dirección 5′ a 3′; esto suele generar confusión). Se reconocen cuatro mecanismos distintos para la síntesis de ADN:

  1. Todas las formas de vida celular y muchos virus de ADN , fagos y plásmidos utilizan una primasa para sintetizar un cebador de ARN corto con un grupo 3′ OH libre, que posteriormente es alargado por una ADN polimerasa.
  2. Los retroelementos (incluidos los retrovirus ) emplean un ARN de transferencia que inicia la replicación del ADN al proporcionar un grupo 3′ OH libre que es utilizado para la elongación por la transcriptasa inversa .
  3. En los adenovirus y la familia de bacteriófagos φ29 , el grupo 3′ OH lo proporciona la cadena lateral de un aminoácido de la proteína unida al genoma (la proteína terminal) a la que la ADN polimerasa añade nucleótidos para formar una nueva hebra.
  4. En los virus de ADN monocatenario —un grupo que incluye los circovirus , los geminivirus , los parvovirus y otros—, así como en los numerosos fagos y plásmidos que utilizan el mecanismo de replicación en círculo rodante (RCR), la endonucleasa RCR crea una muesca en la cadena genómica (virus monocatenarios) o en una de las cadenas de ADN (plásmidos). El extremo 5′ de la cadena con la muesca se transfiere a un residuo de tirosina en la nucleasa, y el grupo 3′ OH libre es utilizado por la ADN polimerasa para sintetizar la nueva cadena.

Los organismos celulares utilizan la primera de estas vías, lo que la convierte en la más conocida. En este mecanismo, una vez separadas las dos hebras, la primasa añade cebadores de ARN a las hebras molde. La hebra conductora recibe un cebador de ARN, mientras que la hebra rezagada recibe varios. La hebra conductora se extiende de forma continua a partir del cebador mediante una ADN polimerasa de alta procesividad , mientras que la hebra rezagada se extiende de forma discontinua a partir de cada cebador, formando fragmentos de Okazaki . La ARNasa elimina los fragmentos de ARN del cebador, y una ADN polimerasa de baja procesividad, distinta de la polimerasa replicativa, interviene para rellenar los huecos. Una vez completado este proceso, se observa una única muesca en la hebra conductora y varias en la hebra rezagada. La ligasa rellena estas muescas, completando así la molécula de ADN recién replicada.

La primasa utilizada en este proceso difiere significativamente entre bacterias y arqueas / eucariotas . Las bacterias utilizan una primasa perteneciente a la superfamilia de proteínas DnaG que contiene un dominio catalítico del tipo de pliegue TOPRIM. [ 35 ] El pliegue TOPRIM contiene un núcleo α/β con cuatro hebras conservadas en una topología tipo Rossmann . Esta estructura también se encuentra en los dominios catalíticos de la topoisomerasa Ia, la topoisomerasa II, las nucleasas de la familia OLD y las proteínas de reparación del ADN relacionadas con la proteína RecR.

La primasa utilizada por arqueas y eucariotas, en cambio, contiene una versión altamente derivada del motivo de reconocimiento de ARN (RRM). Esta primasa es estructuralmente similar a muchas ARN polimerasas dependientes de ARN virales, transcriptasas inversas, ciclasas generadoras de nucleótidos cíclicos y ADN polimerasas de las familias A/B/Y que participan en la replicación y reparación del ADN. En la replicación eucariota, la primasa forma un complejo con Pol α. [ 36 ]

Varias ADN polimerasas desempeñan diferentes funciones en el proceso de replicación del ADN. En E. coli , la ADN Pol III es la enzima polimerasa principal responsable de la replicación del ADN. Se ensambla en un complejo de replicación en la horquilla de replicación que exhibe una procesividad extremadamente alta, permaneciendo intacto durante todo el ciclo de replicación. En contraste, la ADN Pol I es la enzima responsable de reemplazar los cebadores de ARN con ADN. La ADN Pol I tiene una actividad exonucleasa de 5′ a 3′ además de su actividad polimerasa, y utiliza su actividad exonucleasa para degradar los cebadores de ARN que tiene delante mientras extiende la cadena de ADN que tiene detrás, en un proceso llamado traducción de muescas . La Pol I es mucho menos procesiva que la Pol III porque su función principal en la replicación del ADN es crear muchas regiones cortas de ADN en lugar de unas pocas regiones muy largas.

En eucariotas , la enzima de baja procesividad, Pol α, ayuda a iniciar la replicación porque forma un complejo con la primasa. [ 37 ] En eucariotas, se cree que la síntesis de la cadena conductora es llevada a cabo por Pol ε; sin embargo, esta visión ha sido cuestionada recientemente, sugiriendo un papel para Pol δ. [ 38 ] La eliminación del cebador es completada por Pol δ [ 39 ] mientras que la reparación del ADN durante la replicación es completada por Pol ε.

A medida que continúa la síntesis de ADN, las hebras de ADN originales siguen desenrollándose a cada lado de la burbuja, formando una horquilla de replicación con dos puntas. En las bacterias, que tienen un único origen de replicación en su cromosoma circular, este proceso crea una " estructura theta " (que se asemeja a la letra griega theta: θ). En cambio, los eucariotas tienen cromosomas lineales más largos e inician la replicación en múltiples orígenes dentro de estos. [ 40 ]

Horquilla de replicación

Esquema de la horquilla de replicación. a: molde, b: cadena principal, c: cadena rezagada, d: horquilla de replicación, e: cebador, f: fragmentos de Okazaki.
En la horquilla de replicación del ADN intervienen numerosas enzimas.

La horquilla de replicación es una estructura que se forma dentro de la larga hélice del ADN durante la replicación del ADN. Es producida por enzimas llamadas helicasas que rompen los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las hebras de ADN en una hélice. La estructura resultante tiene dos ramificaciones, cada una formada por una sola hebra de ADN. Estas dos hebras sirven como plantilla para las hebras conductora y rezagada, que se crearán cuando la ADN polimerasa empareje nucleótidos complementarios con las plantillas; las plantillas pueden denominarse plantilla de hebra conductora y plantilla de hebra rezagada. [ 41 ]

La ADN polimerasa la lee en dirección 3' a 5', lo que significa que la nueva hebra se sintetiza en dirección 5' a 3'. Dado que las hebras guía y rezagada están orientadas en direcciones opuestas en la horquilla de replicación, un problema importante es cómo lograr la síntesis de la nueva hebra rezagada, cuya dirección de síntesis es opuesta a la de la horquilla de replicación en crecimiento.

Hilo principal

La hebra conductora es la hebra de ADN nuevo que se sintetiza en la misma dirección que la horquilla de replicación en crecimiento. Este tipo de replicación del ADN es continua. [ 42 ]

hebra rezagada

La hebra rezagada es la hebra de ADN nuevo cuya dirección de síntesis es opuesta a la de la horquilla de replicación en crecimiento, aunque la reacción química sea exactamente la misma. Debido a su orientación, la replicación de la hebra rezagada es más compleja que la de la hebra conductora. En consecuencia, se observa que la ADN polimerasa en esta hebra se "retrasa" con respecto a la otra hebra. [ 43 ]

La hebra rezagada se sintetiza en segmentos cortos. En la hebra rezagada , una primasa "lee" el ADN molde e inicia la síntesis de un cebador de ARN complementario corto . Una ADN polimerasa extiende los segmentos cebados, formando fragmentos de Okazaki . Posteriormente, otra ADN polimerasa elimina los cebadores de ARN y los reemplaza con ADN, y la ADN ligasa une los fragmentos de ADN . [ 43 ]

Dinámica en la horquilla de replicación

La pinza de ADN humano ensamblada, un trímero de la proteína PCNA

En todos los casos, la helicasa está compuesta por seis polipéptidos que se enrollan alrededor de una sola hebra del ADN que se está replicando. Las dos polimerasas están unidas al hexámero de la helicasa. En eucariotas, la helicasa se enrolla alrededor de la hebra conductora, y en procariotas, alrededor de la hebra rezagada. [ 44 ]

A medida que la helicasa desenrolla el ADN en la horquilla de replicación, el ADN que se encuentra delante se ve forzado a rotar. Este proceso produce una acumulación de torsiones en el ADN que se encuentra delante. [ 45 ] Esta acumulación crea una carga torsional que eventualmente detendría la horquilla de replicación. Las topoisomerasas son enzimas que rompen temporalmente las hebras de ADN, aliviando la tensión causada por el desenrollamiento de las dos hebras de la hélice de ADN; las topoisomerasas (incluida la ADN girasa ) logran esto agregando superenrollamientos negativos a la hélice de ADN. [ 46 ]

El ADN monocatenario desnudo tiende a plegarse sobre sí mismo formando estructuras secundarias ; estas estructuras pueden interferir con el movimiento de la ADN polimerasa. Para evitarlo, las proteínas de unión a cadena simple se unen al ADN hasta que se sintetiza una segunda cadena, impidiendo así la formación de estructuras secundarias. [ 47 ]

El ADN de doble cadena se enrolla alrededor de las histonas , las cuales desempeñan un papel importante en la regulación de la expresión génica, por lo que el ADN replicado debe enrollarse alrededor de las histonas en los mismos lugares que el ADN original. [ 48 ] Para asegurar esto, las chaperonas de histonas desensamblan la cromatina antes de su replicación y reemplazan las histonas en el lugar correcto. Algunos pasos en este reensamblaje son algo especulativos. [ 49 ]

Las proteínas de pinza actúan como una pinza deslizante sobre el ADN, permitiendo que la ADN polimerasa se una a su plantilla y facilitando la procesividad. La cara interna de la pinza permite que el ADN se introduzca a través de ella. Una vez que la polimerasa llega al final de la plantilla o detecta ADN de doble cadena, la pinza deslizante experimenta un cambio conformacional que libera a la ADN polimerasa. Las proteínas de carga de la pinza se utilizan para cargarla inicialmente, reconociendo la unión entre la plantilla y los cebadores de ARN. [ 9 ] :274-5

proteínas de replicación del ADN

En la horquilla de replicación, muchas enzimas de replicación se ensamblan en el ADN para formar una compleja máquina molecular llamada replisoma . A continuación se muestra una lista de las principales enzimas de replicación del ADN que participan en el replisoma: [ 50 ]

Los experimentos in vitro de molécula única (utilizando pinzas ópticas y magnéticas ) han revelado interacciones sinérgicas entre las enzimas del replisoma ( helicasa , polimerasa y proteína de unión a ADN monocatenario ) y la horquilla de replicación del ADN, potenciando el desenrollamiento y la replicación del ADN. [ 13 ] Estos resultados llevaron al desarrollo de modelos cinéticos que explican las interacciones sinérgicas y su estabilidad. [ 13 ]

Maquinaria de replicación

Replisoma de E. coli. Cabe destacar que el ADN de la hebra rezagada forma un bucle. La estructura exacta del replisoma aún no se comprende completamente.

Los replisomas, o sistemas de replicación del ADN, están compuestos por factores implicados en la replicación del ADN que se asocian a las cadenas monocatenarias de ADN (ssDNA) que sirven de molde. Los replisomas incluyen ADN polimerasas, ADN helicasas, pinzas de ADN, topoisomerasas de ADN y proteínas de replicación, como las proteínas de unión a ADN monocatenario (SSB). Durante la replicación del ADN, estos componentes coordinan su actividad. En la mayoría de las bacterias, todos los factores implicados en la replicación del ADN se localizan en las horquillas de replicación. En las células eucariotas y algunas bacterianas, los replisomas no se forman.

En 1980, Bruce Alberts propuso el "modelo de trombón" de la replicación del ADN para visualizar la coordinación entre la hebra conductora y la hebra rezagada de la síntesis de ADN. [ 52 ] En este modelo, la maquinaria de replicación se agrupa mientras la síntesis de la hebra conductora fluye a través de ella y la hebra rezagada se expande hacia dentro y hacia fuera como la vara de un trombón. Peter Meister y colaboradores observaron directamente los sitios de replicación en la levadura en gemación mediante el monitoreo de las ADN polimerasas α marcadas con proteína verde fluorescente (GFP). Detectaron la replicación del ADN de pares de loci marcados espaciados simétricamente desde un origen de replicación y encontraron que la distancia entre los pares disminuía notablemente con el tiempo. [ 53 ] Este hallazgo sugiere que el mecanismo de replicación del ADN se alinea con el modelo de trombón, con un grupo de replisomas cargados en el origen de replicación, procediendo en ambas direcciones. El hallazgo de Meister es la primera evidencia directa del modelo de trombón. Investigaciones posteriores han demostrado que las helicasas de ADN forman dímeros en muchas células eucariotas y que los replisomas bacterianos permanecen en una única ubicación intranuclear durante la síntesis de ADN. [ 54 ]

Las fábricas de replicación desenredan las cromátidas hermanas. Este desenredamiento es esencial para la distribución de las cromátidas en las células hijas tras la replicación del ADN. Dado que las cromátidas hermanas, después de la replicación, se mantienen unidas por anillos de cohesina , existe la única posibilidad de desenredamiento durante la replicación del ADN. La fijación de la maquinaria de replicación como fábricas de replicación puede mejorar la tasa de éxito de la replicación del ADN. Si las horquillas de replicación se mueven libremente en los cromosomas, la concatenación de los núcleos se agrava e impide la segregación mitótica. [ 53 ] [ 55 ]

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 varios puntos del mismo. Debido a que los eucariotas tienen cromosomas lineales, la replicación del ADN no puede llegar al final de los cromosomas. Por este motivo, se pierde ADN en cada ciclo de replicación desde el extremo del cromosoma. Los telómeros son regiones de ADN repetitivo cercanas a los extremos y ayudan a prevenir la pérdida de genes debido a este acortamiento. El acortamiento de los telómeros es un proceso normal en las células somáticas . Esto acorta los telómeros del cromosoma hijo. Como resultado, las células solo pueden dividirse un número determinado de veces antes de que la pérdida de ADN impida una mayor división (esto se conoce como el límite de Hayflick ). En la línea germinal , que transmite el ADN a la siguiente generación, la telomerasa extiende las secuencias repetitivas de la región telomérica para prevenir la degradación. La telomerasa puede activarse erróneamente en las células somáticas, lo que a veces conduce a la formación de cáncer . El aumento de la actividad de la telomerasa es una de las características distintivas del cáncer. [ 56 ]

La terminación requiere que el avance de la horquilla 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 de sitio de terminación en el ADN y (2) una proteína que se une a esta secuencia para detener físicamente la replicación del ADN. En varias especies bacterianas, esta proteína se denomina proteína de unión al sitio de terminación de la replicación del ADN, o proteína Ter . [ 57 ]

Debido a que las bacterias poseen cromosomas circulares, la terminación de la replicación ocurre cuando las dos horquillas de replicación se encuentran en el extremo opuesto del cromosoma parental. E. coli regula este proceso mediante secuencias de terminación que, al unirse a la proteína Tus , permiten el paso de una sola dirección de la horquilla de replicación. Como resultado, las horquillas de replicación se ven obligadas a encontrarse siempre dentro de la región de terminación del cromosoma. [ 58 ]

Regulación

El ciclo celular de las células eucariotas

Eucariotas

En los eucariotas, la replicación del ADN se controla dentro del ciclo celular . A medida que la célula crece y se divide, avanza por las etapas del ciclo celular; la replicación del ADN tiene lugar durante la fase S (fase de síntesis). El avance de la célula eucariota a través del ciclo está controlado por puntos de control del ciclo celular . El avance a través de estos puntos de control se controla mediante interacciones complejas entre diversas proteínas, incluidas las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclinas . [ 59 ] A diferencia de las bacterias, el ADN eucariota se replica dentro del núcleo. [ 60 ]

El punto de control G1/S (punto de control de restricción) regula si las células eucariotas entran en el proceso de replicación del ADN y la posterior división. Las células que no superan este punto de control permanecen en la fase G0 y no replican su ADN. [ 61 ]

Una vez que el ADN ha pasado por la fase G1/S, solo puede copiarse una vez en cada ciclo celular. Cuando el complejo Mcm se aleja del origen, el complejo de prereplicación se desmantela. Dado que no se puede cargar un nuevo complejo Mcm en un origen hasta que se reactiven las subunidades de prereplicación, un origen de replicación no puede utilizarse dos veces en el mismo ciclo celular. [ 33 ]

La activación de las S-Cdks en la fase S temprana promueve la destrucción o inhibición de componentes individuales del complejo de prereplicación, impidiendo su reensamblaje inmediato. Las S-Cdks y M-Cdks continúan bloqueando el ensamblaje del complejo de prereplicación incluso después de que la fase S haya finalizado, asegurando que el ensamblaje no pueda ocurrir nuevamente hasta que toda la actividad de Cdk se reduzca en la mitosis tardía. [ 33 ]

En la levadura en gemación, la inhibición del ensamblaje se debe a la fosforilación dependiente de Cdk de los componentes del complejo de prereplicación. Al inicio de la fase S, la fosforilación de Cdc6 por Cdk1 provoca la unión de Cdc6 a la ubiquitina ligasa SCF , lo que causa la destrucción proteolítica de Cdc6. La fosforilación dependiente de Cdk de las proteínas Mcm promueve su exportación fuera del núcleo junto con Cdt1 durante la fase S, impidiendo la carga de nuevos complejos Mcm en los orígenes durante un solo ciclo celular. La fosforilación de Cdk del complejo de origen de replicación también inhibe el ensamblaje del complejo de prereplicación. La presencia individual de cualquiera de estos tres mecanismos es suficiente para inhibir el ensamblaje del complejo de prereplicación. Sin embargo, las mutaciones de las tres proteínas en la misma célula desencadenan la reiniciación en muchos orígenes de replicación dentro de un ciclo celular. [ 33 ] [ 62 ]

En las células animales, la proteína geminina es un inhibidor clave del ensamblaje del complejo de prereplicación. La geminina se une a Cdt1, impidiendo su unión al complejo de reconocimiento del origen. En la fase G1, los niveles de geminina se mantienen bajos gracias al APC, que la ubiquitina para dirigirla a la degradación. Cuando la geminina se degrada, se libera Cdt1, lo que le permite funcionar en el ensamblaje del complejo de prereplicación. Al final de la fase G1, el APC se inactiva, lo que permite que la geminina se acumule y se una a Cdt1. [ 33 ]

La replicación de los genomas de cloroplastos y mitocondrias ocurre independientemente del ciclo celular, a través del proceso de replicación del bucle D. [ 63 ]

Enfoque de replicación

En las células de vertebrados, los sitios de replicación se concentran en posiciones llamadas focos de replicación . [ 53 ] Los sitios de replicación se pueden detectar mediante inmunotinción de las hebras hijas y las enzimas de replicación, y mediante el seguimiento de factores de replicación marcados con GFP. Con estos métodos se observa que los focos de replicación, de tamaño y posición variables, aparecen en la fase S de la división celular y su número por núcleo es mucho menor que el número de horquillas de replicación genómica.

P. Heun et al. rastrearon focos de replicación marcados con GFP en células de levadura en gemación y revelaron que los orígenes de replicación se mueven constantemente en las fases G1 y S, y que la dinámica disminuye significativamente en la fase S. [ 53 ] Tradicionalmente, los sitios de replicación estaban fijados a la estructura espacial de los cromosomas por la matriz nuclear o las láminas . Los resultados de Heun refutaron los conceptos tradicionales, las levaduras en gemación no tienen láminas y apoyan la idea de que los orígenes de replicación se autoensamblan y forman focos de replicación. [ 64 ]

Mediante la activación de orígenes de replicación, controlados espacial y temporalmente, se regula la formación de focos de replicación. DA Jackson et al. (1998) revelaron que los orígenes vecinos se activan simultáneamente en células de mamíferos. [ 53 ] La yuxtaposición espacial de los sitios de replicación produce la agrupación de horquillas de replicación. Esta agrupación rescata las horquillas de replicación detenidas y favorece su progreso normal. El progreso de las horquillas de replicación se ve inhibido por muchos factores: colisión con proteínas o con complejos que se unen fuertemente al ADN, deficiencia de dNTP, muescas en el ADN molde, etc. Si las horquillas de replicación se atascan y el resto de las secuencias de las horquillas atascadas no se copian, las hebras hijas obtienen sitios no replicados con muescas. Los sitios no replicados en una hebra parental mantienen unida a la otra hebra, pero no a las hebras hijas. Por lo tanto, las cromátidas hermanas resultantes no pueden separarse entre sí ni dividirse en dos células hijas. Cuando se activan orígenes vecinos y una horquilla de un origen se detiene, una horquilla de otro origen accede en dirección opuesta a la horquilla detenida y duplica los sitios no replicados. Como otro mecanismo de rescate, se utilizan orígenes de replicación latentes que no se activan en la replicación normal del ADN. [ 65 ]

bacterias

Dam metila la adenina de los sitios GATC después de la replicación.

La mayoría de las bacterias no pasan por un ciclo celular bien definido, sino que copian continuamente su ADN; durante el crecimiento rápido, esto puede resultar en la ocurrencia simultánea de múltiples rondas de replicación. [ 66 ] En E. coli , la bacteria mejor caracterizada, la replicación del ADN está regulada a través de varios mecanismos, que incluyen: la hemimetilación y el secuestro de la secuencia de origen, la relación entre el trifosfato de adenosina (ATP) y el difosfato de adenosina (ADP) , y los niveles de la proteína DnaA. Todos estos controlan la unión de las proteínas iniciadoras a las secuencias de origen. [ 67 ]

Debido a que E. coli metila las secuencias de ADN GATC, la síntesis de ADN produce secuencias hemimetiladas. Este ADN hemimetilado es reconocido por la proteína SeqA , que se une a la secuencia del origen y la secuestra; además, DnaA (necesaria para el inicio de la replicación) se une con menor afinidad al ADN hemimetilado. Como resultado, los orígenes recién replicados no pueden iniciar inmediatamente otra ronda de replicación del ADN. [ 68 ]

El ATP se acumula cuando la célula se encuentra en un medio rico, lo que desencadena la replicación del ADN una vez que la célula alcanza un tamaño específico. El ATP compite con el ADP para unirse a DnaA, y el complejo DnaA-ATP puede iniciar la replicación. También se requiere una cierta cantidad de proteínas DnaA para la replicación del ADN; cada vez que se copia el origen, el número de sitios de unión para DnaA se duplica, lo que requiere la síntesis de más DnaA para permitir otra iniciación de la replicación. [ 69 ]

En bacterias de rápido crecimiento, como E. coli , la replicación cromosómica lleva más tiempo que la división celular. Las bacterias solucionan esto iniciando una nueva ronda de replicación antes de que la anterior haya terminado. [ 70 ] Esta nueva ronda de replicación formará el cromosoma de la célula que nace dos generaciones después de la célula que se dividió. Este mecanismo crea ciclos de replicación superpuestos.

Problemas con la replicación del ADN

La horquilla de replicación se reinicia mediante recombinación homóloga tras el estrés de replicación.
Consecuencias epigenéticas de los defectos en el reensamblaje de nucleosomas en horquillas de replicación detenidas

Hay muchos eventos que contribuyen al estrés de replicación, entre ellos: [ 71 ]

reacción en cadena de la polimerasa

Los investigadores suelen replicar el ADN in vitro mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La PCR utiliza un par de cebadores para abarcar una región objetivo en el ADN molde y, a continuación, polimeriza las hebras asociadas en cada dirección a partir de estos cebadores mediante una ADN polimerasa termoestable . La repetición de este proceso a través de múltiples ciclos amplifica la región de ADN objetivo. Al inicio de cada ciclo, la mezcla de molde y cebadores se calienta, separando la molécula recién sintetizada del molde. A medida que la mezcla se enfría, ambas se convierten en moldes para la hibridación de nuevos cebadores, y la polimerasa extiende la cadena a partir de ellos. Como resultado, el número de copias de la región objetivo se duplica en cada ronda, aumentando exponencialmente . [ 72 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ La energética de este proceso también puede ayudar a explicar la direccionalidad de la síntesis: si el ADN se sintetizara en dirección 3′ a 5′, la energía para el proceso provendría del extremo 5′ de la cadena en crecimiento, en lugar de los nucleótidos libres. El problema es que si los trifosfatos de alta energía estuvieran en la cadena en crecimiento y no en los nucleótidos libres, la corrección de pruebas mediante la eliminación de un nucleótido terminal mal emparejado sería problemática: una vez que se agrega un nucleótido, el trifosfato se pierde y queda un solo fosfato en el esqueleto entre el nuevo nucleótido y el resto de la cadena. Si el nucleótido agregado estuviera mal emparejado, su eliminación daría como resultado una cadena de ADN terminada por un monofosfato en el extremo de la "cadena en crecimiento" en lugar de un trifosfato de alta energía. En consecuencia, la cadena se atascaría y no podría crecer más. En realidad, los trifosfatos de alta energía hidrolizados en cada paso provienen de nucleótidos libres, no de la cadena polimerizada, por lo que este problema no existe.

Referencias

  1. ↑ Sabhadiya A (1 de marzo de 2022). "¿Qué es la replicación del ADN y sus pasos?" . Archivado del original el 4 de agosto de 2023. Consultado el 4 de agosto de 2023 .
  2. ↑ O'Donnell M, Langston L, Stillman B (julio de 2013). "Principios y conceptos de replicación del ADN en bacterias, arqueas y eucariotas" . Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 5 (7) a010108. doi : 10.1101/cshperspect.a010108 . PMC 3685895. PMID 23818497 .  
  3. ↑ Prioleau MN, MacAlpine DM (agosto de 2016). "Orígenes de la replicación del ADN: ¿ por dónde empezamos?" . Genes & Development . 30 (15): 1683– 1697. doi : 10.1101/gad.285114.116 . PMC 5002974. PMID 27542827 .  
  4. ↑ Dewar JM, Walter JC (agosto de 2017). " Mecanismos de terminación de la replicación del ADN" . Nature Reviews. Biología Celular Molecular . 18 (8): 507– 516. doi : 10.1038/nrm.2017.42 . PMC 6386472. PMID 28537574 .  
  5. ↑ "GENÉTICA / REPLICACIÓN DEL ADN (BÁSICA) – Pathwayz" . pathwayz.org . Consultado el 10 de diciembre de 2020 .
  6. ↑ "doble hélice" . Aprende ciencia en Scitable . Nature Education . Consultado el 10 de diciembre de 2020 .
  7. ↑ Pray LA (2008). "Replicación semiconservativa del ADN; Meselson y Stahl" . Nature Education . 1 (1): 98.
  8. ↑ La replicación imperfecta del ADN produce mutaciones . Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L, Clarke ND (2002). «Capítulo 27: Replicación, recombinación y reparación del ADN» . Bioquímica . WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-3051-0Archivado del original el 26 de marzo de 2020. Consultado el 9 de agosto de 2019 .
  9. 1 2 Lodish H, Berk A, Zipursky SL, et al. (2000). "Replicación, reparación y recombinación del ADN" . Biología celular molecular (4.ª ed.). WH Freeman. ISBN   0-7167-3136-3.
  10. 1 2 Hu Y, Stillman B (febrero de 2023). " Orígenes de la replicación del ADN en eucariotas" . Molecular Cell . 83 (3): 352– 372. doi : 10.1016/j.molcel.2022.12.024 . PMC 9898300. PMID 36640769 .  
  11. 1 2 Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L, Clarke ND (2002). "Capítulo 27, Sección 4: La replicación del ADN de ambas hebras procede rápidamente desde sitios de inicio específicos" . Bioquímica . WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-3051-0Archivado del original el 26 de marzo de 2020. Consultado el 9 de agosto de 2019 .
  12. ↑ Chagin, Vadim O.; Stear, Jeffrey H.; Cardoso, M. Cristina (abril de 2010). "Organización de la replicación del ADN" . Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 2 (4) a000737. doi : 10.1101/cshperspect.a000737 . ISSN 1943-0264 . PMC 2845211. PMID 20452942 .   
  13. 1 2 3 Jarillo J, Ibarra B, Cao-García FJ (2021). "Replicación del ADN: análisis de datos y modelos de manipulación de moléculas individuales in vitro " . Computational and Structural Biotechnology Journal . 19 : 3765–3778 . doi : 10.1016/j.csbj.2021.06.032 . PMC 8267548. PMID 34285777 .  
  14. ↑ Kühnlein A, Lanzmich SA, Braun D (marzo de 2021). " Las secuencias de ARNt pueden ensamblarse en un replicador" . eLife . 10 e63431. doi : 10.7554/eLife.63431 . PMC 7924937. PMID 33648631 .  
  15. ↑ Maximilian L (3 de abril de 2021). "Resolviendo el problema del huevo y la gallina: un paso más cerca de la reconstrucción del origen de la vida"" . SciTechDaily . Consultado el 3 de abril de 2021 .
  16. ↑ Friedberg EC (enero de 2003). "Daño y reparación del ADN" . Nature . 421 (6921): 436– 440. Bibcode : 2003Natur.421..436F . doi : 10.1038/nature01408 . PMID 12540918 . 
  17. ↑ Sabhadiya A (13 de marzo de 2023). "Par de bases: definición, reglas en el ADN y el ARN" . Archivado del original el 14 de enero de 2025. Consultado el 4 de agosto de 2023 .
  18. ↑ Alberts, B.; Johnson, A.; Lewis, J.; et al. (2002). "Mecanismos de replicación del ADN" . Biología molecular de la célula (4.ª ed.). Nueva York: Garland Science.  
  19. ↑ "Función y estructura del ADN (con diagrama) (artículo)" . Khan Academy . Consultado el 10 de diciembre de 2020 .
  20. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Biología molecular de la célula (4.ª ed.). Garland Science. págs. 238–240 . ISBN   0-8153-3218-1.
  21. ↑ Allison L (2007). Biología molecular fundamental . Blackwell Publishing. pág. 112. ISBN  978-1-4051-0379-4.
  22. ↑ Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L, Clarke ND (2002). Bioquímica . WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-3051-0.Capítulo 27, Sección 2: Las ADN polimerasas requieren una plantilla y un cebador.
  23. 1 2 McCulloch SD, Kunkel TA (enero de 2008). "La fidelidad de la síntesis de ADN por polimerasas de síntesis replicativa y translesional eucariotas" . Cell Research . 18 (1): 148– 161. Bibcode : 2008CelRe..18..148M . doi : 10.1038/cr.2008.4 . PMC 3639319. PMID 18166979 .  
  24. ↑ McCarthy D, Minner C, Bernstein H, Bernstein C (octubre de 1976). "Tasas de elongación del ADN y distribuciones de puntos de crecimiento del fago T4 de tipo salvaje y un mutante ámbar con retraso del ADN". Journal of Molecular Biology . 106 (4): 963– 981. doi : 10.1016/0022-2836(76)90346-6 . PMID 789903 . 
  25. ↑ Drake JW (1970) La base molecular de la mutación. Holden-Day, San Francisco ISBN 0-8162-2450-1ISBN 978-0-8162-2450-0
  26. ↑ Mercadante, Anthony A.; Dimri, Manjari; Mohiuddin, Shamim S. (14 de agosto de 2023), "Bioquímica, replicación y transcripción" , StatPearls [Internet] , StatPearls Publishing, PMID 30986011 , consultado el 22 de junio de 2026. 
  27. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). «Capítulo 5: Mecanismos de replicación del ADN» . Biología molecular de la célula . Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1.
  28. ^ Weigel C, Schmidt A, Rückert B, Lurz R, Messer W (noviembre de 1997). "Unión de proteína DnaA a cajas de DnaA individuales en el origen de replicación de Escherichia coli, oriC" . La Revista EMBO . 16 (21): 6574– 6583. doi : 10.1093/emboj/16.21.6574 . PMC 1170261 . PMID 9351837 .  
  29. ↑ Lodish H, Berk A, Zipursky LS, Matsudaira P, Baltimore D, Darnell J (2000). Biología celular molecular . WH Freeman and Company. ISBN 0-7167-3136-3.12.1. Características generales de la replicación cromosómica: Tres características comunes de los orígenes de replicación
  30. ↑ Lin YC, Prasanth SG (julio de 2021). "Iniciación de la replicación: implicaciones en la integridad del genoma" . Reparación del ADN . 103 103131. doi : 10.1016 /j.dnarep.2021.103131 . PMC 8296962. PMID 33992866 .  
  31. ↑ Amin A, Wu R, Cheung MH, Scott JF, Wang Z, Zhou Z, et al. (marzo de 2020). "Un ciclo de dimerización de ORC esencial y dependiente del ciclo celular regula la replicación del ADN cromosómico eucariota" . Cell Reports . 30 (10): 3323–3338.e6. doi : 10.1016/j.celrep.2020.02.046 . PMID 32160540 .  
  32. ↑ Zhang Y, Yu Z, Fu X, Liang C (junio de 2002). "Noc3p, una proteína bHLH, desempeña un papel fundamental en la iniciación de la replicación del ADN en la levadura en gemación" . Cell . 109 (7): 849–860 . doi : 10.1016/s0092-8674(02)00805-x . PMID 12110182 . 
  33. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Morgan DO (2007). El ciclo celular: principios de control . Londres: New Science Press. págs. 64–75 . ISBN  978-0-19-920610-0OCLC 70173205​​ 
  34. ↑ Donaldson AD, Raghuraman MK, Friedman KL, Cross FR, Brewer BJ, Fangman WL (agosto de 1998). "Activación dependiente de CLB5 de orígenes de replicación tardía en S. cerevisiae" . Molecular Cell . 2 (2): 173– 182. doi : 10.1016/s1097-2765(00)80127-6 . PMID 9734354 . 
  35. ↑ Aravind L, Leipe DD, Koonin EV (septiembre de 1998). "Toprim: un dominio catalítico conservado en topoisomerasas de tipo IA y II, primasas de tipo DnaG, nucleasas de la familia OLD y proteínas RecR" . Nucleic Acids Research . 26 (18): 4205–4213 . doi : 10.1093 / nar/26.18.4205 . PMC 147817. PMID 9722641 .  
  36. ↑ Frick DN, Richardson CC (julio de 2001). "Primasas de ADN". Annual Review of Biochemistry . 70 (1): 39– 80. Bibcode : 2001ARBio..70...39F . doi : 10.1146/annurev.biochem.70.1.39 . PMID 11395402. S2CID 33197061 .  
  37. ↑ Barry ER, Bell SD (diciembre de 2006). "Replicación del ADN en las arqueas" . Microbiology and Molecular Biology Reviews . 70 (4): 876– 887. doi : 10.1128/MMBR.00029-06 . PMC 1698513. PMID 17158702 .  
  38. ↑ Stillman B (julio de 2015). " Reconsiderando las ADN polimerasas en la horquilla de replicación en eucariotas" . Molecular Cell . 59 (2): 139– 141. doi : 10.1016/j.molcel.2015.07.004 . PMC 4636199. PMID 26186286 .  
  39. ↑ Rossi ML (febrero de 2009). Distinción de las vías de eliminación del cebador durante la maduración del fragmento de Okazaki eucariota (tesis doctoral). Facultad de Medicina y Odontología, Universidad de Rochester. hdl : 1802/6537 .
  40. ↑ Huberman JA, Riggs AD (marzo de 1968). "Sobre el mecanismo de replicación del ADN en los cromosomas de mamíferos". Journal of Molecular Biology . 32 (2): 327– 341. doi : 10.1016/0022-2836(68)90013-2 . PMID 5689363 . 
  41. ↑ Sui, Yang; Qi, Lei; Zhang, Ke; Saini, Natalie; Klimczak, Leszek J.; Sakofsky, Cynthia J.; Gordenin, Dmitry A.; Petes, Thomas D.; Zheng, Dao-Qiong (2020-04-28). "Análisis de mutaciones inducidas por APOBEC en cepas de levadura con bajos niveles de ADN polimerasas replicativas" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 117 (17): 9440– 9450. doi : 10.1073/pnas.1922472117 . PMC 7196835 . 
  42. ↑ Burgers, Peter MJ; Kunkel, Thomas A. (2017-06-20). "Horquilla de replicación del ADN eucariota" . Annual Review of Biochemistry . 86 : 417–438 . doi : 10.1146/annurev-biochem-061516-044709 . ISSN 0066-4154 . PMC 5597965. PMID 28301743 .   
  43. 1 2 Cooper, Geoffrey M. (2000), "Replicación del ADN" , La célula: un enfoque molecular. 2.ª edición , Sinauer Associates , consultado el 25 de marzo de 2026.
  44. ↑ Gao Y, Cui Y, Fox T, Lin S, Wang H, de Val N, et al. (febrero de 2019). " Estructuras y principios de funcionamiento del replisoma" . Science . 363 (6429) eaav7003: 835. doi : 10.1126/science.aav7003 . PMC 6681829. PMID 30679383 .   
  45. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). "Mecanismos de replicación del ADN: las topoisomerasas del ADN previenen el enredo del ADN durante la replicación" . Biología molecular de la célula . Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1.
  46. ↑ Reece RJ, Maxwell A (26 de septiembre de 2008). "ADN girasa: estructura y función". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology . 26 ( 3–4 ): 335–375 . doi : 10.3109/10409239109114072 . PMID 1657531 . 
  47. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). "Mecanismos de replicación del ADN: Proteínas especiales ayudan a abrir la doble hélice del ADN frente a la horquilla de replicación" . Biología molecular de la célula . Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1.
  48. ↑ Koonin, Eugene V.; Krupovic, Mart; Ishino, Sonoko; Ishino, Yoshizumi (2020-06-09). "La maquinaria de replicación de LUCA: origen común de la replicación y transcripción del ADN" . BMC Biology . 18 (1): 61. doi : 10.1186/s12915-020-00800-9 . ISSN 1741-7007 . PMC 7281927. PMID 32517760 .   
  49. ↑ Ransom M, Dennehey BK, Tyler JK (enero de 2010). "Acompañamiento de las histonas durante la replicación y reparación del ADN" . Cell . 140 ( 2): 183– 195. Bibcode : 2010Cell..140..183R . doi : 10.1016/j.cell.2010.01.004 . PMC 3433953. PMID 20141833 .  
  50. ↑ Griffiths AJ, Wessler SR, Lewontin RC, Carroll SB (2008). Introducción al análisis genético . WH Freeman and Company. ISBN 978-0-7167-6887-6.[Capítulo 7: ADN: Estructura y replicación. págs. 283–290]
  51. ↑ Clark J (11 de mayo de 2009). "¿Nos impedirá el límite de Hayflick vivir para siempre?" . Howstuffworks . Consultado el 20 de enero de 2015 .
  52. ↑ Yao, Nina Y.; O'Donnell, Mike (2008). "Dinámica del replisoma y uso de bucles de trombón de ADN para sortear los bloqueos de replicación" . Molecular BioSystems . 4 (11): 1075– 1084. doi : 10.1039/b811097b . ISSN 1742-2051 . PMC 4011192. PMID 18931783 .   
  53. 1 2 3 4 5 Meister P, Taddei A, Gasser SM (junio de 2006). " Dentro y fuera de la fábrica de replicación" . Cell . 125 (7): 1233– 5. doi : 10.1016/j.cell.2006.06.014 . PMID 16814710. S2CID 15397410 .  
  54. ↑ Watson JD, Baker TA, Bell SP, Gann A, Levine M, Losick R, Inglis CH (2008). Biología molecular del gen (6.ª ed.). San Francisco: Pearson/Benjamin Cummings. pág. 237. ISBN   978-0-8053-9592-1.
  55. ↑ Kitamura, Etsushi; Blow, J. Julian; Tanaka, Tomoyuki U. (30 de junio de 2006). "Imágenes de células vivas revelan la replicación de replicadores individuales en fábricas de replicación eucariotas" . Cell . 125 ( 7): 1297–1308 . doi : 10.1016/j.cell.2006.04.041 . ISSN 0092-8674 . PMC 3019746. PMID 16814716 .   
  56. ↑ Shay, Jerry W. (1 de junio de 2016). " El papel de los telómeros y la telomerasa en el envejecimiento y el cáncer" . Cancer Discovery . 6 (6): 584– 593. doi : 10.1158/2159-8290.CD-16-0062 . ISSN 2159-8274 . PMC 4893918. PMID 27029895 .   
  57. ↑ Neylon, Cameron; Kralicek, Andrew V.; Hill, Thomas M.; Dixon, Nicholas E. (septiembre de 2005). " Terminación de la replicación en Escherichia coli: Estructura y actividad antihelicasa del complejo Tus-Ter" . Microbiology and Molecular Biology Reviews . 69 (3): 501– 526. doi : 10.1128/MMBR.69.3.501-526.2005 . ISSN 1092-2172 . PMC 1197808. PMID 16148308 .   
  58. ↑ Brown TA (2002). "Capítulo 13.2.3. Terminación de la replicación" . Genomas . BIOS Scientific Publishers . ISBN 1-85996-228-9.
  59. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). "Control intracelular de los eventos del ciclo celular: los complejos ciclina-Cdk de la fase S (S-Cdks) inician la replicación del ADN una vez por ciclo" . Biología molecular de la célula . Garland Science. ISBN 0-8153-3218-1.
  60. ↑ Brown TA (2002). "Capítulo 13: Replicación del genoma" . Genomas (2.ª ed.). Oxford: Wiley-Liss. 
  61. ↑ Grant, Gavin D.; Cook, Jeanette G. (2017). "La regulación temporal de las proteínas de la fase S durante G1". Replicación del ADN . Avances en Medicina Experimental y Biología. Vol. 1042. págs. 335–369 . doi : 10.1007/978-981-10-6955-0_16 . ISBN   978-981-10-6954-3. ISSN 0065-2598 . PMC 5909198 . PMID 29357066 .   
  62. ↑ Nguyen VQ, Co C, Li JJ (junio de 2001). "Las quinasas dependientes de ciclina previenen la replicación repetida del ADN a través de múltiples mecanismos". Nature . 411 ( 6841): 1068– 1073. Bibcode : 2001Natur.411.1068N . doi : 10.1038/35082600 . PMID 11429609. S2CID 4393812 .  
  63. ↑ Kabeya, Yukihiro; Miyagishima, Shin-ya (27 de febrero de 2013). "La replicación del ADN del cloroplasto está regulada por el estado redox independientemente de la división del cloroplasto en Chlamydomonas reinhardtii" . Plant Physiology . 161 (4): 2102– 2112. doi : 10.1104/pp.113.216291 . PMC 3613479. PMID 23447524 .  
  64. ↑ Meseroll, Rebecca A.; Cohen-Fix, Orna (2016). "La naturaleza maleable de la envoltura nuclear de la levadura en gemación: destellos, fusión y fenestraciones" . Journal of Cellular Physiology . 231 (11): 2353– 2360. doi : 10.1002/jcp.25355 . ISSN 1097-4652 . PMC 6260970. PMID 26909870 .   
  65. ↑ "El papel protector de los orígenes latentes en respuesta al estrés replicativo" . Revista Internacional de Ciencias Moleculares . Consultado el 14 de junio de 2026 .
  66. ↑ Tobiason DM, Seifert HS (junio de 2006). "El patógeno humano obligado, Neisseria gonorrhoeae, es poliploide" . PLOS Biology . 4 (6) e185. doi : 10.1371/journal.pbio.0040185 . PMC 1470461. PMID 16719561 .  
  67. ↑ O'Donnell, Michael; Langston, Lance; Stillman, Bruce (1 de julio de 2013). "Principios y conceptos de replicación del ADN en bacterias, arqueas y eucariotas" . Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 5 (7) a010108. doi : 10.1101/cshperspect.a010108 . ISSN 1943-0264 . PMC 3685895. PMID 23818497 .   
  68. ↑ Slater S, Wold S, Lu M, Boye E, Skarstad K, Kleckner N (septiembre de 1995). "La proteína SeqA de E. coli se une a oriC en dos reacciones diferentes moduladas por metilo, apropiadas para sus funciones en la iniciación de la replicación del ADN y el secuestro del origen" . Cell . 82 ( 6): 927–936 . doi : 10.1016/0092-8674(95)90272-4 . PMID 7553853. S2CID 14652024 .  
  69. ↑ Hansen, Flemming G.; Atlung , Tove (2018). "The DnaA Tale" . Frontiers in Microbiology . 9 319. doi : 10.3389/fmicb.2018.00319 . ISSN 1664-302X . PMC 5835720. PMID 29541066 .   
  70. ↑ Cooper S, Helmstetter CE (febrero de 1968). "Replicación cromosómica y ciclo de división de Escherichia coli B/r". Journal of Molecular Biology . 31 (3): 519– 540. Bibcode : 1968JMBio..31..519C . doi : 10.1016/0022-2836(68)90425-7 . PMID 4866337 . 
  71. ↑ Zeman MK, Cimprich KA (enero de 2014). "Causas y consecuencias del estrés de replicación" . Nature Cell Biology . 16 (1 ) : 2– 9. Bibcode : 2014NaCB...16....2Z . doi : 10.1038/ncb2897 . PMC 4354890. PMID 24366029 .  
  72. ↑ Saiki RK, Gelfand DH, Stoffel S, Scharf SJ, Higuchi R, Horn GT, et al. (enero de 1988). "Amplificación enzimática de ADN dirigida por cebadores con una ADN polimerasa termoestable". Science . 239 (4839): 487– 491. Bibcode : 1988Sci...239..487S . doi : 10.1126/science.239.4839.487 . PMID 2448875 .  
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