Tiempo de replicación
El tiempo de replicación se refiere al orden en el que se duplican los segmentos de ADN a lo largo de un cromosoma.
En las células eucariotas (células que empaquetan su ADN dentro de un núcleo), los cromosomas consisten en moléculas de ADN de doble hebra lineales muy largas. Durante la fase S de cada ciclo celular ( Figura 1 ), todo el ADN de una célula se duplica para proporcionar una copia a cada una de las células hijas después de la siguiente división celular. El proceso de duplicación del ADN se llama replicación del ADN., y tiene lugar desenrollando primero la molécula de ADN dúplex, comenzando en muchos lugares llamados orígenes de replicación del ADN, seguido de un proceso de descompresión que desenrolla el ADN a medida que se copia. Sin embargo, la replicación no comienza en todos los diferentes orígenes a la vez. Más bien, hay un orden temporal definido en el que estos orígenes se disparan. Con frecuencia, algunos orígenes adyacentes se abren para duplicar un segmento de un cromosoma, seguidos algún tiempo después por otro grupo de orígenes que se abre en un segmento adyacente. La replicación no necesariamente comienza exactamente en los mismos sitios de origen cada vez, pero los segmentos parecen replicarse en la misma secuencia temporal sin importar exactamente dónde comienza la replicación dentro de cada segmento. La Figura 2 muestra una caricatura de cómo se prevé que ocurra esto, mientras queLa Figura 3 muestra una animación de cuándo se replican diferentes segmentos en un tipo de célula humana.
El orden temporal de replicación de todos los segmentos del genoma, llamado su programa de tiempo de replicación, ahora se puede medir fácilmente de dos formas diferentes. [1]Una forma simplemente mide la cantidad de diferentes secuencias de ADN a lo largo del cromosoma por célula. Las secuencias que se duplican primero, mucho antes de la división celular, serán más abundantes en cada célula que las secuencias que se replican por última vez justo antes de la división celular. La otra forma es etiquetar el ADN recién sintetizado con nucleótidos etiquetados químicamente que se incorporan a las hebras a medida que se sintetizan, y luego capturar las células en diferentes momentos durante el proceso de duplicación y purificar el ADN sintetizado en cada uno de estos momentos utilizando la etiqueta química. En cualquier caso, podemos medir la cantidad de diferentes secuencias de ADN a lo largo del cromosoma, ya sea directamente usando una máquina que lee la cantidad de cada secuencia presente o indirectamente usando un proceso llamado hibridación de microarrays. En todo caso,el orden temporal de replicación a lo largo de la longitud de cada cromosoma se puede trazar en forma gráfica para producir un "perfil de tiempo de replicación".La Figura 4 muestra un ejemplo de un perfil de este tipo en 70.000.000 pares de bases del cromosoma 2 humano. [2]
En la actualidad, se sabe muy poco sobre los mecanismos que orquestan el programa de cronometraje o su importancia biológica. Sin embargo, es un mecanismo celular intrigante con vínculos con muchas características poco conocidas del plegamiento de los cromosomas dentro del núcleo celular. Todos los eucariotas tienen un programa de cronometraje, y este programa es similar en especies relacionadas. [3] [4] [5] [6] [7]Esto indica que es importante en sí mismo o que algo importante influye en el programa. Es poco probable que la replicación del ADN en un orden temporal específico sea necesaria simplemente para el propósito básico de duplicar una molécula de ADN. Lo más probable es que esté relacionado con alguna otra propiedad o función cromosómica. El tiempo de replicación se correlaciona con la expresión de genes, de modo que la información genética que se utiliza en una célula generalmente se replica antes que la información que no se está usando. También sabemos que el programa de tiempo de replicación cambia durante el desarrollo, junto con cambios en la expresión de genes.
