El inicio de la replicación del ADN en las células humanas es un proceso regulado con precisión que garantiza la duplicación fiel del genoma antes de la división celular. Para lograr esto, las células han desarrollado una compleja red de mecanismos reguladores que coordinan el momento y la ubicación de los eventos de iniciación de la replicación. Así es como las células humanas coordinan el inicio de la replicación del ADN:

1.Ensamblaje del complejo previo a la replicación (Pre-RC):en preparación para la replicación del ADN, los complejos previos a la replicación (Pre-RC) se ensamblan en regiones específicas del ADN llamadas orígenes de replicación (ORI). Estos complejos constan de varias proteínas, incluido el complejo de reconocimiento de origen (ORC), Cdc6, Cdt1 y la helicasa de mantenimiento de minicromosomas (MCM). La formación de Pre-RC marca los posibles sitios de inicio para la replicación.

2.Regulación de la formación de Pre-RC:La formación de Pre-RC está estrictamente regulada para evitar una replicación no programada. Los puntos de control del ciclo celular, como el punto de control G1/S, garantizan que el ensamblaje previo al RC solo se produzca cuando la celda esté lista para ingresar a la fase S del ciclo celular. Las quinasas dependientes de ciclina (CDK) y otras proteínas reguladoras desempeñan un papel crucial en el control del momento de la formación de Pre-RC.

3. Carga de helicasa de ADN:una vez ensamblados los Pre-RC, se debe cargar la helicasa MCM en el ADN para comenzar a desenrollar la doble hélice y crear horquillas de replicación. Este proceso está regulado por dos factores:el complejo Cdc45-MCM-GINS (CMG) y el factor de licencia de replicación del ADN (RLF). El complejo CMG ayuda a cargar la helicasa MCM en el ADN, mientras que el RLF garantiza que cada origen solo tenga licencia una vez por ciclo celular.

4. Activación del origen y formación de la horquilla de replicación:El inicio real de la replicación del ADN, conocido como activación del origen, ocurre cuando se activa la helicasa CMG. Dos helicasas CMG se unen al origen y comienzan a desenrollar el ADN, formando horquillas de replicación. Este proceso de desenrollado expone la plantilla de ADN monocatenario, lo que permite que las ADN polimerasas se unan y comiencen a sintetizar nuevas cadenas de ADN.

5. Mecanismos de control de puntos de control:a lo largo del proceso de inicio de la replicación, varios mecanismos de control de puntos de control monitorean la fidelidad y progresión de la replicación del ADN. La fase intra-S y los puntos de control G2/M garantizan que la replicación del ADN se complete con precisión antes de que la célula pase a la siguiente etapa del ciclo celular. Estos puntos de control pueden detener el inicio de la replicación o detener la progresión del ciclo celular si se detecta algún problema o daño en el ADN.

Al coordinar el inicio de la replicación del ADN a través de estos intrincados mecanismos reguladores, las células humanas pueden garantizar la duplicación precisa de su material genético y mantener la estabilidad genómica, que es esencial para la función y el desarrollo celular adecuados.