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Biologia - la ADN polimerasa



La clonación (del griego κλÏŽν, 'retoño, rama') (copia idéntica de un organismo a partir de su ADN) puede definirse como el proceso por el que se consiguen, de forma asexual, copias idénticas de un organismo, célula o molécula ya desarrollado.
Se deben tomar en cuenta las siguientes características
En primer lugar se necesita clonar las células, ya que no se puede hacer un órgano o parte del 'clon' si no se cuenta con las células que forman a dicho cuerpo.
Ser parte de un organismo ya 'desarrollado', porque la clonación responde a un interés por obtener copias de un determinado organismo, y sólo cuando es adulto se pueden conocer sus características.


Por otro lado, se trata de crearlo de forma asexual. La reproducción sexual no permite obtener copias idénticas, ya que este tipo de reproducción por su misma naturaleza genera diversidad múltiple.


La terapia génica consiste en la inserción de genes funcionales ausentes en el genoma de un individuo. Se realiza en lascélulas y tejidos con el objetivo de tratar una enfermedad o realizar unmarcaje.
La técnica todavía está en desarrollo, motivo por el cual su aplicación se lleva principalmente a cabo dentro de ensayos clínicos controlados, y para el tratamiento de enfermedades severas o bien de tipo hereditario o adquirido. Al principio se planteó sólo para el tratamiento de enfermedades genéticas, pero hoy en día se plantea ya para casi cualquier enfermedad.
Entre los criterios para elegir este tipo de terapia se encuentran
Enfermedad letal sin tratamiento.
La causa sea un único gen que esté ya clonado.
La regulación del gen sea precisa y conocida.


La ADN polimerasa es la enzima principal en el proceso de replicación. Partiendo de una cadena inicial o “primer” la ADN polimerasa es capaz de añadir nucleótidos complementarios a la cadena molde estableciendo enlaces fosfodiéster. La ADN polimerasa sólo puede catalizar el crecimiento de la cadena inicial en dirección 5'-3'. La ADN polimerasa también se encarga de la reparación del ADN asociada a la replicación. 

Hay 5 ADN polimerasas diferentes bien caracterizadas,diferenciándose en su localización, actividad y sensibilidad a los inhibidores: alfa, beta, gamma, delta y épsilon:
• Fase S (del inglés Synthesis): Es la segunda fase del ciclo, en la que se produce la replicación o síntesis del ADN, como resultado cada cromosoma se duplica y queda formado por dos cromátidas idénticas. Con la duplicación del ADN, el núcleo contiene el doble de proteínas nucleares y de ADN que al principio. Tiene una duración de unos 6-8 horas.
• Fase G2 (del inglés Growth o Gap 2): Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular en la que continúa la síntesis de proteínas y ARN. Al final de este período se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la división celular. Tiene una duración entre 3 y 4 horas. Termina cuando la cromatina empieza a condensarse al inicio de la mitosis. La carga genética de humanos es 2n 4c, ya que se han duplicado los cromosomas, teniendo ahora dos cromátidas cada uno.

FASE M (MITOSIS Y CITOCINESIS)
Es la división celular en la que una célula progenitora (células eucariotas, células somáticas -células comunes del cuerpo-) se divide en dos células hijas idénticas. Esta fase incluye la mitosis, a su vez dividida en: profase, metafase, anafase, telofase; y la citocinesis, que se inicia ya en la telofase mitótica. Si el ciclo completo durara 24 h, la fase M duraría alrededor de media hora (30 minutos).

3 REGULACIÓN DEL CICLO CELULAR

Esquema global de los elementos más relevantes implicados en la regulación del ciclo celular.
La regulación del ciclo celular, en organismos eucariotas, puede contemplarse desde la perspectiva de la toma de decisiones en puntos críticos, especialmente en la mitosis.6 de este modo, se plantean algunas preguntas.
• scómo se replica el adn una única vez? Una pregunta interesante es cómo se mantiene la euploidía celular. Sucede que, en la fase g1, la cdk(ciclina) promueve la adición al complejo de reconocimiento del origen de replicación del adn de unos reguladores llamados cdc6, los cuales reclutan a mcm, formando un complejo prerreplicativo del adn, que recluta a la maquinaria de replicación genética. Una vez que se inicia la fase S, la Cdk-S produce la disociación de Cdc6 y su posterior proteólisis, así como la exportación al citosol de Mcm, con lo que el origen de replicación no puede, hasta el ciclo siguiente, reclutar un complejo prerreplicativo (las degradaciones proteolíticas siempren conllevan irreversibilidad, hasta que el ciclo gire). Durante G2 y M se mantiene la unicidad de la estructura de prerreplicación, hasta que, tras la mitosis, el nivel de actividad Cdk caiga y se permita la adición de Cdc6 y Mdm para el ciclo siguiente.
• sCómo se entra en mitosis? La ciclina B, típica en la Cdk-M, existe en todo el ciclo celular. Sucede que la Cdk (ciclina) está habitualmente inhibida por fosforilación mediante la proteína Wee, pero, a finales de G2, se activa una fosfatasa llamada Cdc25 que elimina el fosfato inhibidor y permite el aumento de su actividad. Cdk-M inhibe aWee y activa a Cdc25, lo que produce una retroalimentación positiva que permite la acumulación de Cdk-M.
• sCómo se separan las cromátidas hermanas? Ya en mitosis, tras la formación del huso acromático y superación del punto de restricción de unión a cinetocoros, las cromátidas han de eliminar su esqueleto de cohesinas, que las unen. Para ello, Cdk-M favorece la activación de APC, una ligasa de ubiquitina, por unión a Cdc20. Esta APC ubiquitiniza y favorece la ulterior degradación en el proteasoma de la segurina, inhibidor del enzima separasa que debe escindir las cohesinas.


Metafase tardía: placa metafásica previa a la separación de las cromátidas.
• sCómo se sale de mitosis? Una • Las ADN polimerasas delta y epsilon dirigen la replicación de la cadena conductora o “leading strand” que es la cadena que crece de 5' a 3' en mismo sentido que crece la nueva copia de ADN. La ADN polimerasa epsilon parece que también está involucrada en un tipo de reparación del ADN. Además, las ADN polimerasas gamma, delta y epsilon tienen actividad exonucleasa 3'-5' y, por tanto, son capaces de eliminar los nucleótidos del extremo 3' que han sido incorporados incorrectamente en un proceso conocido como corrección de pruebas. 
• La ADN polimerasa alfa participa en el proceso de replicación del ADN dirigiendo la replicación de la cadena retardada o “lagging strand” que es la cadena que crece de 3' a 5' que es el sentido contrario al del crecimiento global de la nueva copia de ADN. 
• La ADN polimerasa beta se encarga de los procesos de reparación del ADN. 
• La ADN polimerasa gamma realiza la replicación del ADN mitocondrial. 


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