¿Cómo se desenrolla el ADN y permanece desconectado?

Las helicasas son responsables de desenrollar el ADN bicatenario para producir ADN monocatenario. Son responsables del desenrollamiento del ADN durante la replicación, recombinación y reparación del ADN. El desenrollado del ADN de doble cadena comienza en el origen de la replicación y continúa formando una estructura conocida como la horquilla de replicación. La descomposición de los enlaces de hidrógeno entre las dos cadenas de ADN requiere energía en forma de ATP. Las helicasas también atrapan las bases sin enrollar para prevenir el resurgimiento del ADN..

Áreas clave cubiertas

1. ¿Qué son las ADN Helicasas?
     - Definición, características
2. ¿Cómo se desenrolla el ADN y permanece desconectado?
     - Proceso de desenrollado del ADN.

Términos clave: ADN Helicase, Replicación de ADN, Fusión inicial de ADN, Reconocimiento de origen, Horquilla de replicación

¿Qué son las ADN Helicasas?

Las helicasas de ADN son los componentes fundamentales de la replicación del ADN. La función principal de las helicasas de ADN es desenrollar el ADN de doble cadena para formar ADN de una sola cadena. Además de la replicación del ADN, las helicasas de ADN también participan en la transcripción, traducción, recombinación y reparación del ADN. Se muestra una helicasa de ADN procariótica en Figura 1.

Figura 1: ADN procariótico helicasa

¿Cómo se desenrolla el ADN y permanece desconectado?

El ADN es una molécula de doble cadena que sirve como material hereditario en la mayoría de los organismos. Las dos cadenas de ADN se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno. El nuevo ADN se sintetiza mediante un proceso conocido como replicación del ADN. La replicación del ADN es un proceso semiconservativo en el que ambas cadenas sirven como plantillas. Por lo tanto, las dos cadenas deben desenrollarse para iniciar la replicación del ADN..

Las helicasas de ADN son las enzimas que catalizan el desenrollamiento del ADN. El desenrollamiento del ADN inicia la replicación del ADN. El reconocimiento del origen, la fusión inicial del ADN y la formación eventual de la horquilla de replicación son los tres pasos involucrados en el inicio de la replicación del ADN..

1. Reconocimiento de origen - La replicación del ADN se inicia en el origen de la replicación. Se pueden encontrar varios orígenes de replicación en los cromosomas. El ADN circular de doble cadena consiste en un único origen de replicación. Un complejo de unión a ADN de varias subunidades conocido como complejo de reconocimiento de origen (ORC) es responsable del reconocimiento del origen de replicación.
2. Fusión inicial del ADN - La helicasa MCM (mantenimiento del mini cromosoma) es responsable de la fusión inicial del origen de replicación en los eucariotas. En procariotas, se realiza mediante la proteína de reconocimiento de origen, DnaA y luego se carga una helicasa hexamérica conocida como DnaB en el ADN fundido..
3. Formación de la horquilla de replicación. - Las helicasas continúan el proceso de desenrollado, formando una estructura llamada horquilla de replicación. Rompen los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las dos cadenas complementarias. Utilizan energía celular en forma de ATP para este proceso..

El inicio de la replicación del ADN en eucariotas se muestra en Figura 2.

Figura 2: Iniciación de la replicación del ADN en eucariotas

Después de la fusión inicial del ADN de doble cadena, la ADN polimerasa se une al origen de la replicación y comienza el proceso de replicación. A medida que la replicación avanza, la horquilla de replicación avanza a través de la cadena de ADN desenrollada. Dado que estas helicasas de ADN están atrapadas entre las dos cadenas, se evita el resurgimiento de las bases complementarias.

Conclusión

Las helicasas de ADN son las enzimas responsables del desenrollamiento del ADN para formar el ADN monocatenario requerido por la replicación, recombinación y reparación del ADN. Rompen los enlaces de hidrógeno entre las bases complementarias de las dos cadenas que mantienen unidas las dos cadenas. Las helicasas de ADN atrapadas entre el ADN desenrollado evitan la reconexión..

Referencia:

1. Gai, Dahai, et al. "Origen del ADN que se derrite y se desenrolla en la replicación del ADN". Opinión actual en biología estructural, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., Diciembre de 2010, disponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Helicase" por Phoebus87 en la Wikipedia en inglés (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. “EukPreRC” por Lsanman - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia