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El ácido desoxirribonucleico, o ADN, contiene la información genética transmitida de una generación a la siguiente. En su cuerpo, cada célula contiene al menos un conjunto de su complemento genético completo, alojado en 23 cromosomas diferentes. De hecho, la mayoría de sus celdas tienen dos conjuntos, uno de cada padre. Antes de que una célula pueda dividirse, debe replicar con precisión su ADN para que cada célula hija reciba información genética completa y correcta. La replicación del ADN incluye un proceso de revisión que ayuda a garantizar la precisión.
Estructura del ADN
El ADN es una molécula larga con una columna vertebral de grupos alternados de azúcar y fosfato. Una de las cuatro bases de nucleótidos - adenina (A), guanina (G), citosina (C) y timina (T) - cuelga de cada unidad de azúcar. La secuencia de las cuatro bases crea el código genético para la fabricación de proteínas. Los nucleótidos de dos cadenas de ADN se unen entre sí para formar la familiar estructura de doble hélice. Las reglas de emparejamiento base requieren que A solo se una con T y C solo se una con G. La celda debe obedecer estas reglas de emparejamiento durante la replicación para mantener la precisión y evitar mutaciones.
Replicación
La replicación es semi-conservadora: las hélices recién replicadas contienen una cadena original y una sintetizada recientemente. El hilo original sirve como plantilla para la creación del nuevo hilo. Las enzimas helicasa descomprimen la estructura de doble hélice para exponer las dos hebras de plantilla. La enzima ADN polimerasa es responsable de leer cada nucleótido en una cadena de plantilla y agregar la base complementaria en la nueva cadena alargada. Por ejemplo, cuando la polimerasa encuentra una base G en una cadena de plantilla, agrega a la nueva cadena una unidad de azúcar y fosfato que contiene una base C.
Corrección de pruebas
La ADN polimerasa es una enzima notable. No solo ensambla nuevas cadenas de ADN una base a la vez, sino que también corrige la nueva cadena a medida que avanza. La enzima puede detectar una base incorrecta en la nueva cadena, hacer una copia de seguridad de una unidad de azúcar, cortar la base defectuosa, reemplazarla con la base correcta y reanudar la replicación de la cadena de la plantilla. La capacidad de cortar la base incorrecta, llamada actividad de exonucleasa, está integrada en los complejos de ADN polimerasa. La corrección de pruebas da como resultado una tasa de precisión de aproximadamente el 99 por ciento.
Reparación de desajustes
La replicación precisa es lo suficientemente importante como para que las células hayan desarrollado un mecanismo secundario de corrección de errores llamado reparación de desajuste de ADN para corregir los errores que la ADN polimerasa pierde. La maquinaria de reparación detecta desajustes al inspeccionar la estructura de la hélice de ADN en busca de deformidades. La familia de enzimas Mut detecta un desajuste, identifica la cadena recién copiada, encuentra una ubicación adecuada para cortar la cadena y elimina la porción que contiene el desajuste. La ADN polimerasa luego vuelve a sintetizar la porción eliminada. A diferencia de la reparación de base única que realiza la ADN polimerasa durante la corrección de pruebas, el mecanismo de reparación de desajuste puede reemplazar miles de bases para realizar una reparación.