Catálogo de la Colección "Derecho, Economía y Sociedad" Sitio Oficial de la Facultad de Derecho de la Universidad de Buenos Aires

Regulación jurídica de las biotecnologías

Curso dictado por la Dra. Teodora Zamudio

Equipo de docencia e investigación UBA~Derecho

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- 1. La replicación del ADN


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þPresupuestos & Condiciones de contorno

þHipótesis iniciales

Ud. está en esta Unidad pedagógica

1. Bases biológicas

otras Clases de esta Unidad Componentes y Evolución del mundo viviente
A- La materia inerte y los seres vivos
- 1. La célula
- 2. Las moléculas marginales de la biología
Sistematización biológica
B- Reproducción, herencia y evolución
Reproducción celular
Reproducción de los organismos vivos
- 1. Particulares de los reinos biológicos
- 2. Particularidades del Homo sapiens sapiens
C- La química de la herencia y la genética molecular
ADN nuclear
- 1. La replicación del ADN
- 2. La transcripción y la traducción
Otras organizaciones y expresiones génicas
Interacciones génicas
Genoma Humano
Anormalidades cromosomáticas
D- Selección natural y variabilidad
- 1. Evolución de los caracteres morfológicos
- 2. Caracteres culturales de la evolución
 

2. Herramientas biotecnológicas

3. Biodiversidad

4. Ecología/Alimentación

5. Genoma Humano

6. Economía

7. Análisis ético y bio-ético

Una propiedad esencial del material genético es su capacidad para hacer copias exactas de sí mismo, para lo cual cada una de las ramas de la cadena de ADN actúa como molde o guía, dirigiendo la síntesis de una nueva cadena complementaria a lo largo de su longitud , utilizando las materias primas de la célula. A medida que cada una de las ramas de la cadena originaria se separan (rompiendo los puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas), cada una atrae nucleótidos complementarios (libres y disponibles en la célula), formando una nueva cadena. Este proceso ocurre una sola vez en cada generación celular, durante el segundo momento de la interfase descrita en el punto  1.3.1 de este capítulo, y diferentes enzimas participan catalizando cada paso particular del proceso.

La iniciación de la replicación del ADN comienza siempre con una secuencia específica de nucleótidos conocida como el origen de replicación. Requiere proteínas iniciadoras especiales y además enzimas conocidas como helicasas, que rompen los puentes de hidrógeno abriendo la hélice, formándose las horquillas de replicación, una a cada lado de la burbuja a que da lugar la separación de las ramas del ADN. Una vez abierta la cadena de ADN, proteínas adicionales (conocidas como proteínas de unión a cadena simple o topoisomerasas) se unen a las cadenas individuales del ADN manteniéndolas separadas y evitando que se retuerzan. En el siguiente paso, las enzimas llamadas ADN polimerasa catalizan la síntesis real de las nuevas cadenas, añadiendo nucleótidos sobre el molde, las que se dan bidireccionalmente desde cada una de las horquillas que se replican en sentido opuesto[1] dentro de cada burbuja, cuando éstas se encuentran y se fusionan todo el cromosoma ha quedado replicado longitudinalmente.

Para que el ADN polimerasa comience su tarea debe estar presente un cebador -molécula formada por nucleótidos de RNA catalizados por ARN primasas- que determina el punto por donde el ADN polimerasa comienza a añadir nucleótidos, continuando por la cadena de ADN de molde en la dirección 5´ a 3´. Debido a esta unidireccionalidad[2] del ADN polimerasa, la replicación es continua en una de las ramas (cadena adelantada), mientras que en su antiparalela (cadena retrasada) es discontinua, fragmentada (siempre 5´ a 3´); en ésta, cuando un ADN polimerasa hace contacto con el extremo de otro fragmento Okazaki[3] el cebador de éste es eliminado y otra enzima, el ADN ligasa, conecta los segmentos de ADN recién sintetizado, catalizando las reacciones de condensación que unen los grupos fosfato y azúcar de los nucleótidos contiguos.

Gráfico 1 Replicación del ADN (en el caso de las células eucariontes)

1° paso 2° paso 3° paso

O = helicasa

|| = ADN

() = ADN, enrollado

O = polimerasa iii

|| = ADN

! ¡ = ARN

O = polimerasas i y ii + endonucleasa

|| = ADN

! ¡ = ARN

En este paso, la helicasa rompe los enlaces de hidrógeno para separar las dos hebras de ADN, por segmentos.

En este paso, la polimerasa iii, agrega la hebra de ADN hija, en el lado derecho de manera continua, en el lado izquierdo, es discontinuo para poder hacerlo en el sentido correcto. El trozo de ARN, lo utiliza como partidor, sin el cual, el proceso no funciona.

En este paso, las polimerasas i y ii, en conjunto con la endonucleasa, verifican que los nucleótidos de la hebra hija estén bien puestos y corrigen los pedazos de ARN, transformándolos en ADN. La revisión, se realiza nucleótido por nucleótido. Esta corrección, reduce las probabilidades de error de 1/1.000.000 a 1/1.000.000.000.000.

La importancia de que la duplicación de ADN quede perfectamente bien hecha, es mucha, ya que si no, se pueden presentar mutaciones genéticas.

Esto se debe a que, como existe un código genético universal, que se basa en la lectura de las bases nitrogenadas (adenina, timina, guanina y citosina). Cuando un nucleótido queda mal ubicado o algún error, pueden haber serias enfermedades o mutaciones genéticas.


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NOTAS:

[1] En las procariotas existe un único origen de replicación, localizado dentro de una secuencia específica de nucleótidos cuya longitud es aproximadamente de 300 pares de bases; originando, finalmente, dos ADN circulares. En las eucariotas, en cambio, hay muchos orígenes de replicación, ésta se produce a lo largo de los cromosomas lineales a medida que cada burbuja se expande bidireccionalmente.

[2] Sin embargo, durante la síntesis a veces se comenten errores y a la nueva cadena en formación se le agregan nucleótidos incorrectos, cuando esto ocurre el ADN polimerasa retrocede (en dirección 3´a 5´), eliminando nucleótidos hasta que encuentra un nucleótido correctamente apareado; en ese punto se detiene en su retroceso y reinicia su movimiento 5´a 3´.

[3] Así denominados en honor a su descubridor, el científico japonés Reiji Okazaki.

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Colección: Derecho, Economía y Sociedad

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Última modificación: 09 de Julio de 2005

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