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10.2.5. Mecanismo de la replicacion del ADN

Mecanismo de replicación del ADN

El proceso de replicación del ADN es muy parecido tanto en organismos procariotas como en eucariotas. La doble hélice de ADN se abre, se separa y cada cadena actúa de molde para la síntesis de la nueva cadena con bases nitrogenadas complementarias a las de la cadena original.

Esta complementariedad entre las bases (G = C y A = T), son la esencia de la replicación, transcripción y traducción, todos los procesos en los que se transmite información.

Las principales características de la replicación del ADN son las siguientes:

Replicación semiconservativa

Durante la replicación, las dos cadenas de la molécula de ADN se separan. A partir de una molécula parental se obtienen dos moléculas hijas idénticas, cada una de ellas con una cadena antigua (parental) y una nueva.

La replicación del ADN es un proceso semiconservativo porque después de que una hebra de ADN se replica, cada una de las dos hebras resultantes contiene una cadena original (conservada) y una cadena nueva (recién sintetizada). Es decir, durante la replicación, la doble hélice de ADN se separa en dos hebras complementarias y cada hebra actúa como una plantilla para la síntesis de una nueva hebra complementaria. De esta manera, cada molécula de ADN resultante después de la replicación está formada por una hebra antigua y una hebra nueva, conservando así parte de la información genética original.

Replicación bidireccional

A partir del origen de replicación, la síntesis de las nuevas cadenas se realiza en sentidos opuestos. En el punto de origen de la replicación (ORI) se separan las cadenas originando una burbuja de replicación. Las cadenas se van separando, y se forma en cada cadena que va creciendo, en sentidos opuestos, una horquilla de replicación.

Replicación semidiscontinua

La replicación semidiscontinua del ADN está condicionada por:

  • Las dos cadenas de ADN son antiparalelas.
  • La actividad de la ADN polimerasa en sentido 5'→3'.

A partir del punto de origen, en cada horquilla de replicación, se obtienen dos cadenas:

  • Cadena adelantada (líder o conductora): Se sintetiza de forma continua. Es la copia de la cadena 3'→5'. Comienza a partir de un pequeño cebador de ARN al que se añaden nucleótidos en dirección 5'→3'.
  • Cadena retardada: Es la copia de la cadena 5'→3'. Se sintetiza en sentido contrario al del avance de la horquilla de replicación, mediante fragmentos de Okazaki, fragmentos de ADN que se sintetizan a partir de un ARN cebador.

Fragmentos de Okazaki

By César Benito Jiménez [CC BY-SA 2.5 es or CC BY-SA 2.5 es], via Wikimedia Commons

Aunque la replicación del ADN ocurre de un modo muy similar en todos los seres vivos, existen ciertas diferencias en la duplicación del ADN en procariotas y en eucariotas:

Preguntas que han salido en exámenes de acceso a la Universidad (Selectividad, EBAU, EvAU)

Murcia, julio de 2021, pregunta 4.2

Indique el significado de las siguientes afirmaciones:

a) Las dos hebras de una molécula de ADN son antiparalelas. (0,2 puntos)
b) La replicación del ADN es semiconservativa. (0,3 puntos)
c) La replicación del ADN es bidireccional. (0,3 puntos)
d) Una de las cadenas del ADN se replica mediante fragmentos de Okazaki. (0,2 puntos)

Andalucía, junio de 2023, pregunta B3

Se dispone de una molécula de ADN bicatenario que previamente ha sido sintetizada con fósforo radiactivo y, por lo tanto, todos sus nucleótidos poseen este elemento radiactivo. Tras una primera duplicación en un medio sin dicho elemento,

a) ¿qué porcentaje de hebras poseerá el elemento radiactivo tras la primera división? [0,5]

b) ¿Y tras la segunda? [0,5] Explique razonadamente los resultados y realice un esquema para ambos casos.

Comunidad Valenciana, julio de 2023, pregunta 5.2.

En la replicación del DNA (4 puntos):

a) Explica qué significa que la replicación es semiconservativa.
b) ¿Qué significa que la replicación del DNA es bidireccional?
c) Explica las semejanzas y diferencias en la síntesis de las dos hebras de DNA en una horquilla de replicación.

Andalucía, julio de 2023, pregunta B.3.

Se dispone de una molécula de ADN bicatenario que previamente ha sido sintetizada con fósforo radiactivo y, por lo tanto, todos sus nucleótidos poseen este elemento radiactivo. Tras una primera duplicación en un medio sin dicho elemento,

a) ¿qué porcentaje de hebras poseerá el elemento radiactivo tras la primera división? [0,5]

b) ¿Y tras la segunda? [0,5] Explique razonadamente los resultados y realice un esquema para ambos casos.

Navarra, junio de 2024, pregunta 5

En el proceso de replicación, explica qué es la hebra conductora y la hebra retardada indicando la razón por la cual el proceso es diferente en cada una de ellas.

País Vasco, junio de 2025, pregunta 3Bb.

Indica tres características de la replicación del DNA (0,5 p.)

Repasando el mecanismo de replicación del ADN

Pregunta

¿En qué consiste la replicación semiconservativa del ADN?

Respuestas

Las dos cadenas de ADN son idénticas.

Cada cadena resultante de la replicación contiene una cadena original y una cadena nueva.

Las cadenas de ADN se separan completamente durante la replicación.

La replicación produce moléculas hijas con cadenas completamente nuevas.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuándo se separan las cadenas de ADN durante la replicación bidireccional?

Respuestas

Al final del proceso de replicación.

En el punto de origen de la replicación (ORI).

Durante la síntesis de las nuevas cadenas.

En la horquilla de replicación.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cómo se sintetiza la cadena adelantada durante la replicación semidiscontinua?

Respuestas

En sentido 3'→5'.

Continuamente a partir de un pequeño cebador de ARN en dirección 5'→3'.

Retroalimentación

Pregunta

¿Cuál es la función de la ADN polimerasa durante la replicación semidiscontinua?

Respuestas

Separar las cadenas de ADN.

Sintetizar la cadena adelantada.

Sintetizar la cadena retardada.

Catalizar la adición de nucleótidos en sentido 5'→3'.

Retroalimentación

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