Ciclo Celular Y Replicación Del ADN

EL CICLO CELULAR

Cuando muere una célula, una célula nueva la sustituirá. Para que esto ocurra, interviene la división celular, proceso que permite obtener dos células idénticas a partir de una célula madre. Esto supone la duplicación del material hereditario de la célula madre y la división del citoplasma.

El ciclo celular es el conjunto de cambios que experimenta una célula desde su formación, a partir de una célula que se dividió en dos, hasta que se divide en dos para dar lugar a dos células hijas. Su duración varía según el tipo de célula.

En las células eucarióticas, el ciclo celular se divide en dos fases:

Interfase

Es el período de tiempo que transcurre entre dos mitosis sucesivas, ocupando la mayor parte del ciclo celular. Durante la interfase se produce una gran actividad metabólica, aumentando la célula de tamaño y duplicando su material genético. Se distinguen tres fases:

• Fase G1 : es la primera fase del ciclo celular. En esta fase la célula aumenta de tamaño gracias a la síntesis de proteínas. Comienza al terminar la mitósis celular (fase M) y termina al comenzar la replicación del ADN. Su duración es variable. En las células que no entran en mitósis, esta fase es permanente y recibe el nombre de G0, entrando en un estado de quinescencia.
• Fase S: se produce la replicación del ADN y la síntesis de histonas. Su duración es variable, alrededor de 7 horas en los mamíferos. En esta fase, los cromosomas se presentan formados por dos cromátidas unidas por el centrómero.
• Fase G2: en ella se transcriben y traducen los genes que codifican a las proteínas necesarias para la división, como la tubulina, y se multiplican los centriolos. La célula puede aumentar ligeramente de tamaño. Tiene una corta duración.

Fase M

En ella ocurre la mitosis y citocinesis.

                           

Control del ciclo celular

No todas las células se dividen, como las neuronas. Estas diferencias se deben a un control en el ciclo celular, efectuado a nivel molecular. El ciclo celular se controla por un conjunto de proteínas, las ciclinas y las CDK.

Los puntos de control se encuentran al final de la fase G1 y G2 y en la fase M, entre la anafase y metafase.

                                          

LA REPLICACIÓN  DEL ADN

También denominado duplicación del ADN, es el proceso clave e imprescindible para la división celular, ocurrido en la fase S.

El Mecanismo general de la replicación fue intuido por Watson Y Crick cuando esstablecieron la estructura de doble hélice y la complementariedad de bases. La doble hélice de ADN se abre y las dos cadenas de nucleótidos se separan, dando lugar a una cadena nueva, complementaria a la que le sirvió de patrón. Se plantearon tres modelos posibles: el modelo conservativo, donde una doble hélice conserva las dos cadenas originales y la otra está formada por las dos cadenas nuevas; el modelo dispersivo, en el que cada cadena hija posee fragmentos de la cadena original y de la síntesis; y el modelo semiconservativo, propuesto por Watson y Crick, en el que cada cadena  hija está compuesta por una hélice original y una sintetizada.

El experimento de Meselon y Stahl

En 1957, Meselon y Stahl demostraron experimentalmente que el modo correcto de replicación era el semiconservativo, de la siguiente forma:

1. Cultiaron bacterias de E. coli durante varias generaciones en un medio con el isótopo 15N para que lo incorporaran.
2. Transfirieron bacterias a un medio con 14N, y dejaron que se produjeran varias generaciones.
3. Tomaron muestras de bacterias tras cada generación, extrayéndoles el ADN y centrifugándolos para comprobar cómo se incorporó el 14N.

En la primera generación se observó que todas las bacterias tenían la misma cantidad de ambos isótopos, quedándose así descartado el modelo conservativo. En la segunda y tercera generación se observó que, además de encontrarse moléculas con la misma cantidad de isótopos, se encontraron moléculas que solo poseían el isótopo 14N, quedando descartado el modelo dispersivo, siendo solo posible el modelo semiconservativo.

                                            

La replicación en los procariontes

Se divide en dos fases:

• Fase de iniciación. Consiste en el desenrrollamiento y apertura de la doble hélice. Se inicia en la región del ADN llamada oriC. En esta zona abundan las secuencias de bases GATC. Durante esta fase de iniciación:
• El punto de iniciación es recoincido por unas proteínas específicas que se unen a él. Las helicasas rompen los enlaces entre las bases, abriéndose así la doble hélice.
• Al abrirse la doble hélice, se produce un desenrollamiento en la zona que origina tensiones en las zonas próximas. La acción de las enzimas girasas y topoisomerasas evitan estas tensiones.
• Las proteínas SSB se unen a las hebras del molde, impidiendo que se vuelva a enrollar y dejando libre la parte de la hebra que lleva las bases. 

         Alrededor del oriC se forma una burbuja de replicación en la que hay dos zonas con forma de     Y denominadas horquillas de replicación, donde se sintetizarán las nuevas hebras de ADN. La burbuja se    extiende a lo largo de todo el cromosoma de forma bidireccional.

• Fase de elongación. En esta fase se sintetiza una nueva hebra de ADN sobre cada hebra de doble hélice original. Además de las enzimas que actúan en la fase anterioir, intervienen las ADN polimerasas de tipo I, II y III. Tienen doble función:
• Actividad polimerasa. Unen entre sí los nucleótidos ue formarán el ADN.
• Actividad exonucleasa. Eliminan los nucleótidos cuyas bases nitrogenadas están mal apareadas (correción de errores) y los fragmentos de ARN cebador.

                                               

Y ESTO, ¿PARA QUÉ SIRVE?

 La replicación del ADN y el ciclo celular son de vital importancia.Si no existiera el ciclo celular, si el ADN no se replicara o, no se podría producir la división celular, por tanto no podría existir la vida, ya que, cuando muriera la célula, al no haber dejado descendencia, no habría ningún otro ser vivo, y por tanto, se extinguiría la vida

BLIOGRAFÍA

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