1. Formación del complejo previo a la replicación (Pre-RC):
- Antes de que pueda comenzar la replicación del ADN, se forman complejos previos a la replicación (Pre-RC) en lugares específicos llamados orígenes de replicación.
- Los pre-RC constan de varias proteínas, incluido el complejo de reconocimiento de origen (ORC), el ciclo de división celular 6 (Cdc6) y el complejo de helicasa de mantenimiento de minicromosomas (MCM).
2. Activación de Cdc25 y CDK:
- El inicio de la replicación del ADN está regulado por los puntos de control del ciclo celular, que aseguran que las condiciones sean favorables para la replicación.
- Los puntos de control activan las proteínas fosfatasas como la Cdc25, que eliminan los grupos fosfato inhibidores de las quinasas dependientes de ciclina (CDK).
- CDK2 forma un complejo con ciclina E y CDK1 forma un complejo con ciclina A. Estos complejos CDK son cruciales para promover la transición a la fase S e iniciar la replicación del ADN.
3. Actividad de la quinasa dependiente de ciclina:
- Una vez activadas, las quinasas dependientes de ciclina fosforilan varios componentes del pre-RC, lo que lleva al reclutamiento de proteínas adicionales y a la remodelación del pre-RC en una horquilla de replicación funcional.
- Los eventos de fosforilación por CDK desencadenan la carga de MCM helicasa en el ADN y el desenrollado de la doble hélice, lo que permite que comience la replicación.
4. Actividad de ADN helicasa y topoisomerasa:
- El complejo MCM helicasa desenrolla el dúplex de ADN en el origen de replicación, creando una "burbuja de replicación" donde las horquillas de replicación pueden extenderse bidireccionalmente.
- Las topoisomerasas ayudan a aliviar el estrés de torsión causado por el desenrollamiento del ADN al romper y volver a unir las hebras de ADN, lo que permite un desenrollado suave del ADN y una progresión de la horquilla de replicación.
5. Factores de replicación y ADN polimerasas:
- Los factores de replicación, como las proteínas de unión al ADN monocatenario (SSB) y la proteína de replicación A (RPA), ayudan a estabilizar el ADN desenrollado y previenen la reasociación prematura.
- Las ADN polimerasas, incluidas las ADN polimerasas α, δ y ε, son responsables de sintetizar nuevas cadenas de ADN. Añaden nucleótidos a las cadenas de ADN en crecimiento, utilizando las cadenas de ADN parentales como plantillas.
6. Coordinación de bifurcaciones de replicación:
- Durante la replicación del ADN se establecen múltiples horquillas de replicación a lo largo de cada cromosoma.
- La activación de los orígenes y la progresión de las bifurcaciones de replicación se coordinan para garantizar que todo el genoma se replique de manera eficiente. Esta coordinación involucra factores y mecanismos regulatorios para prevenir colisiones entre bifurcaciones de replicación.
En general, el inicio de la replicación del ADN en células humanas es un proceso complejo y finamente orquestado que se basa en la interacción de numerosas proteínas y vías reguladoras. La coordinación adecuada de estos eventos garantiza que la replicación del ADN sea precisa, eficiente y esté sincronizada con otros procesos celulares cruciales.
