La replicación del bucle D es un proceso propuesto mediante el cual el ADN circular, como los cloroplastos y las mitocondrias, replican su material genético. Un componente importante para comprender la replicación del bucle D es que muchos cloroplastos y mitocondrias tienen un solo cromosoma circular similar a una bacteria en lugar de los cromosomas lineales que se encuentran en los eucariotas . Sin embargo, muchos cloroplastos y mitocondriastienen un cromosoma lineal y la replicación del bucle D no es importante en estos orgánulos. Además, no todos los genomas circulares utilizan la replicación de bucle D como proceso de replicación de su genoma. [1]
En muchos organismos, una hebra de ADN en el plásmido comprende nucleótidos más pesados (relativamente más purinas : adenina y guanina ). Esta hebra se llama hebra H (pesada) . La hebra L (ligera) comprende nucleótidos más ligeros ( pirimidinas : timina y citosina ). La replicación comienza con la replicación de la hebra pesada comenzando en el bucle D (también conocido como la región de control ). Un bucle D es una porción corta de ADN circular que tiene tres hebras en lugar de dos. La hebra media, que es complementaria a la hebra ligera, desplaza la hebra pesada y forma un bucle de desplazamiento (bucle en D). [2] El ADN circular es estable con este pequeño bucle D y puede permanecer en esta formación, pero la hebra media, o la hebra de desplazamiento, se reemplaza con frecuencia debido a su corta vida media y es muy costosa energéticamente para la célula. [3] [4] Cuando se muestra un diagrama, la estructura resultante se parece a la letra D. El bucle D se descubrió por primera vez en 1971 cuando los investigadores notaron que muchos de los ADN de las mitocondrias que estaban examinando bajo el microscopio contenían un segmento corto que estaba triplicado. [2]
Proceso de replicación
Cada bucle D contiene un origen de replicación para la hebra pesada. La replicación circular completa del ADN se inicia en ese origen y se replica en una sola dirección. La hebra intermedia en el bucle D puede eliminarse y se sintetizará una nueva que no se terminará hasta que la hebra pesada se haya replicado por completo, o la hebra media puede servir como cebador para la replicación de la hebra pesada. A medida que la replicación de la hebra pesada alcanza el origen de la replicación de la hebra ligera, se sintetizará una nueva hebra ligera en la dirección opuesta a la de la hebra pesada. [3] [5] [6] Hay más de un proceso propuesto a través del cual ocurre la replicación del bucle D, pero en todos los modelos, estos pasos están acordados. Las porciones no acordadas son cuál es la importancia de mantener un bucle D cuando la replicación no está en progreso, porque es energéticamente costoso para la célula, y qué mecanismos, durante la replicación, preservan la hebra desprendida de ADN que está esperando ser replicado. [7] [8] [9]
Importancia
La región del bucle D es importante para los estudios filogeográficos . Debido a que la región no codifica ningún gen, no es imperativo que esta región permanezca conservada a lo largo del tiempo, por lo tanto, es libre de mutar con solo unas pocas limitaciones selectivas en el tamaño y factores de cadena pesada / ligera. La tasa de mutación se encuentra entre las más rápidas en los genomas nucleares o mitocondriales de los animales. Usando estas mutaciones en el bucle D, los cambios evolutivos recientes y rápidos se pueden rastrear de manera efectiva, como dentro de las especies y entre especies muy relacionadas. Debido a la alta tasa de mutación, no es eficaz para rastrear cambios evolutivos que no son recientes. Este es un uso muy común del bucle D en genómica. [10]
Un ejemplo del uso de mutaciones de bucle D en estudios filogeográficos fue la filogenia ensamblada utilizando el ciervo rojo muy poco estudiado en la península ibérica. El científico rastreó los polimorfismos del bucle D dentro de estos ciervos rojos y determinó la relación genética que estos ciervos tenían entre sí. También pudieron determinar las relaciones, basadas en las similitudes y diferencias del bucle D, entre estos ciervos rojos y otros ciervos en toda Europa. [11] En otro ejemplo, el científico utilizó las variaciones en el bucle D, junto con marcadores de microsatélites , para estudiar y trazar un mapa de la diversidad genética entre las cabras en Sri Lanka. [12]
Ver también
- Bucle en D
- ADN mitocondrial: útil en la organización del nucleoide de las mitocondrias
- Orgánulo
Referencias
- ^ Russell, PJ 2002. iGenetics. Benjamin Cummings, San Francisco
- ^ a b Kasamatsu, Harumi; Robberson, Donald L .; Vinograd, Jerome (1971). "Un ADN mitocondrial circular cerrado novedoso con propiedades de un intermedio de replicación" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 68 (9): 2252–2257. doi : 10.1073 / pnas.68.9.2252 . PMC 389395 . PMID 5289384 .
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enlaces externos
- Base de datos de ADN mitocondrial humano
- Base de datos de ADN de cloroplasto
- Base de datos comunitaria MtDNA