Terminación

los Terminación es la fase final de la replicación del ADN. Está precedido por la iniciación y elongación. Una terminación temprana de la replicación puede resultar en la expresión de proteínas acortadas y, por tanto, en una mutación.

¿Qué es la rescisión?

Durante la replicación o reduplicación, el ADN portador de información genética se multiplica en células individuales. La duplicación tiene lugar de acuerdo con el principio semiconservador y generalmente conduce a una duplicación exacta de la información genética. La replicación se desencadena durante la fase de síntesis, antes de la fase de mitosis, y por tanto tiene lugar antes de que el núcleo celular se divida.

Al comienzo de la replicación, la doble hebra de ADN se separa en hebras simples, en las que se forman nuevas hebras complementarias. Cada hebra de ADN está determinada por la secuencia de bases de la hebra opuesta. La replicación del ADN ocurre en varias fases. La terminación es la tercera y, por tanto, la última fase de replicación. La terminación está precedida por la iniciación y el alargamiento.

Un término sinónimo para la expresión de terminación en este contexto es la designación Fase de terminación. Terminación aquí significa "abortar" o "terminación". Durante la terminación, la cadena de ARNm recién formada se desprende del ADN real. El trabajo de la ADN polimerasa está llegando lentamente a su fin. La terminación de la replicación del ADN no debe confundirse con la terminación de la replicación del ARN.

Función y tarea

En la fase de replicación de la iniciación, tiene lugar principalmente la regulación de la replicación. Se determina el punto de partida de la replicación y se produce el llamado cebado. Después del inicio, comienza la polimerización, durante la cual tiene lugar la fase de alargamiento. La enzima ADN polimerasa separa las hebras complementarias de ADN en hebras simples y lee las bases de las hebras simples una tras otra. En esta fase tiene lugar el doblado semi-discontinuo, que incluye otra fase de cebado.

Solo después del inicio y el alargamiento sigue la fase de terminación dentro de la replicación. La terminación difiere de una forma de vida a otra. En eucariotas como los humanos, el ADN tiene una estructura circular. También incluye secuencias de terminación que corresponden a dos secuencias diferentes, cada una de las cuales es relevante para una bifurcación de replicación.

Por lo general, la terminación no se activa mediante mecanismos especiales. Tan pronto como dos horquillas de replicación se ejecutan juntas o el ADN termina, la replicación finaliza automáticamente en este punto. La replicación finaliza en un mecanismo automático.

Las secuencias de terminación son elementos de control. Se aseguran de que la fase de replicación llegue a un punto final específico de manera controlada a pesar de las diferentes velocidades de replicación en las dos bifurcaciones de replicación. Todos los sitios de terminación corresponden a sitios de unión para la proteína Tus, la "sustancia que utiliza el terminal". Esta proteína bloquea la helicasa DnaB replicativa y, por tanto, detiene la replicación.

En eucariotas, las cadenas de anillo replicadas permanecen conectadas entre sí incluso después de la replicación. La conexión corresponde al punto terminal. Solo después de la división celular se separan mediante varios procesos y, por lo tanto, se pueden dividir. La conexión que permanece hasta después de la división celular parece jugar un papel en la distribución controlada.

Hay dos mecanismos principales que juegan un papel en la separación final de los anillos de ADN. En la separación intervienen enzimas como la topoisomerasa tipo I y tipo II. Finalmente, una proteína auxiliar reconoce el codón de parada durante la terminación. Esto hace que el polipéptido se caiga del ribosoma, ya que no hay disponible t-RNA con un anticodón adecuado para el codón de terminación. Al final, el ribosoma se descompone en sus dos subunidades.

Enfermedades y dolencias

Todos los procesos para duplicar el material genético en el sentido de replicación son complicados y requieren un alto gasto de sustancias y energía dentro de la célula. Por esta razón, pueden ocurrir fácilmente errores de replicación espontáneos. Si el material genético cambia de forma espontánea o inducida desde el exterior, hablamos de mutaciones.

Los errores de replicación pueden provocar la falta de bases, estar asociados con bases cambiadas o deberse a un emparejamiento incorrecto de bases. Además, la deleción e inserción de uno o varios nucleótidos dentro de las dos cadenas de ADN puede provocar errores de replicación. Lo mismo se aplica a los dímeros de pirimidina, roturas de cadenas y errores de reticulación en las cadenas de ADN.

Hay disponibles mecanismos de reparación separados en caso de error de replicación. Muchos de los errores mencionados se corrigen en la medida de lo posible mediante ADN polimerasa. La precisión de la replicación es relativamente alta. La tasa de error es solo un error por nucleótido, que se debe a diferentes sistemas de control.

Por ejemplo, un mecanismo de control de las células eucariotas se conoce como desintegración del ARNm mediada sin sentido, que puede reconocer codones de parada no deseados dentro del ARNm y así evitar que las proteínas acortadas encuentren expresión.

Los codones de parada prematuros en el ARNm se deben a mutaciones genéticas. Las denominadas mutaciones sin sentido o un empalme alternativo y defectuoso pueden dar lugar a proteínas acortadas que se ven afectadas por pérdidas funcionales. Los mecanismos de control no siempre pueden corregir los errores.

El trastorno hereditario autosómico recesivo β-talasemia se presenta en tres formas diferentes: la primera es la talasemia homocigótica, una enfermedad grave causada por una mutación sin sentido. La talasemia heterocigótica es una enfermedad más leve en la que las mutaciones sin sentido solo se encuentran en una única copia del gen de la β-globina. A través del mecanismo de desintegración del ARNm mediado sin sentido, el ARNm del gen defectuoso se puede degradar hasta tal punto que solo se expresan genes sanos.

En la talasemia heterocigótica y, por tanto, la forma moderada de la enfermedad, la mutación sin sentido se encuentra en el último exón del ARNm, por lo que los mecanismos de control no se activan. Por esta razón, además de la β-globina sana, también se forma β-globina acortada.Los eritrocitos con la β-globina defectuosa mueren.

Otro ejemplo del fallo del mecanismo de control es la distrofia muscular de Duchenne, que también se debe a una mutación sin sentido en el ARNm. En este caso, el mecanismo de control descompone el ARNm, pero provoca una pérdida total de la llamada proteína distrofina.