Estructura del ADN
Códigos de ADN para la información genética de organismos. Con forma de doble hélice, la estructura básica del ADN se enrolla como una escalera de caracol. En las bacterias, esta espiral de doble hebra tiene una forma circular. En organismos más grandes, el ADN se encuentra dentro de un núcleo y está agrupado en cromosomas . Los cromosomas generalmente tienen forma de X, y esta X está formada por ADN en espiral de doble hebra, enrollado firmemente.
Topoisomerasa
Para que una célula se divida, también debe replicar su ADN. A medida que el ADN se replica, se agrega una nueva hebra junto a una de las dos hebras de ADN existentes. Pero este proceso podría terminar con ADN enredado, muy parecido a un cable telefónico enredado. Se requiere maquinaria especial para replicar el ADN, ya que está enrollado sobre sí mismo o superenrollado . Para remediar la carga de replicar este enredo, se emplea una enzima llamada topoisomerasa .
La topoisomerasa es como un cirujano de ADN que puede cortar o mellar el ADN y reparar la rotura. La topoisomerasa corta el ADN en un punto particular y desenreda la torsión para aliviar el superenrollamiento. Esto permite que se sintetice el espacio físico para otra hebra de ADN, libre de preocupaciones por enredos.
Una nueva hebra de ADN se construye sobre una de las hebras de ADN existentes en el sitio cortado, conocido como horquilla de replicación . Si hay dos bifurcaciones de replicación al mismo tiempo, entonces se pueden construir nuevas cadenas de ADN en dos direcciones. Es más típico que tanto las bacterias como los organismos más grandes copien el ADN mediante la replicación bidireccional (piense en ‘bi’, que significa ‘dos’) que la replicación unidireccional (‘uni’, que significa ‘uno’).
Topoisomerasa I
Hay dos tipos de cirujanos de ADN; se denominan topoisomerasa I y topoisomerasa II. Cada una de estas enzimas tiene su propia especialidad. La topoisomerasa I es capaz de cortar un espacio de una sola hebra en un lado del superenrollamiento de ADN existente. Esto deja espacio para que una nueva hebra de ADN pase a través de la plantilla de ADN existente. Al igual que un cirujano, la topoisomerasa I puede coser o ligar el ADN cuando el proceso se completa.
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Topoisomerasa II
La topoisomerasa II tiene el complicado trabajo de desenredar el ADN enrollado y cortar ambas hebras de ADN usando sus dos juegos de ‘mandíbulas’. Estas fuertes mandíbulas cortan, o parten, no solo una hebra de ADN como en el caso de la topoisomerasa I, sino ambas hebras a la vez. Sin embargo, el agujero resultante hecho en la estructura del ADN deja espacio para que se deslice otro ADN de doble hebra cercano en el superenrollamiento. De manera similar a una puerta trasera, la segunda hebra no se corta, sino que se expulsa cuando la enzima abre su segundo juego de ‘mandíbulas’. Este proceso desteje el ADN. Cuando se completa el proceso de replicación, la topoisomerasa liga el ADN escindido.
Resumen de la lección
Dependiendo del tamaño del organismo, el ADN se puede formar en un círculo o en un cromosoma en forma de X enrollado firmemente en una superenrollamiento . Dado que el ADN existente funciona como una plantilla para la síntesis de ADN nuevo, esta forma debe remediarse antes de que pueda ocurrir la replicación. La topoisomerasa es una enzima valiosa para desenredar superenrollamientos y hacer espacio para la creación de nuevas hebras de ADN. La topoisomerasa puede escindir el ADN en un sitio de replicación deseado y también ligar el ADN una vez que se completa el proceso. La topoisomerasa I es capaz de cortar una sola hebra de ADN, mientras que la topoisomerasa II es capaz de cortar la estructura bicatenaria en su totalidad.
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