1. Replicación del ADN:
- La replicación del ADN garantiza que cada nueva célula hija reciba una copia precisa del material genético de la célula madre.
- El proceso consiste en desenrollar la doble cadena del ADN, separar las dos cadenas y sintetizar nuevas cadenas complementarias.
- Las enzimas ADN polimerasa añaden nuevos nucleótidos a las cadenas en crecimiento, siguiendo las reglas de emparejamiento de bases (A con T, C con G).
- Esta replicación asegura la preservación de la información genética y la identidad celular.
2. Modificación de histonas:
- Las histonas son proteínas alrededor de las cuales se envuelve el ADN para formar la cromatina, el material estructural de los cromosomas.
- Durante la replicación, las histonas se modifican para mantener la estructura correcta de la cromatina y regular la expresión genética.
- Las enzimas agregan o eliminan grupos químicos (metilo, acetilo) a residuos de aminoácidos específicos en las histonas, alterando su carga y capacidad para unirse al ADN.
- Estas modificaciones afectan la compactación y accesibilidad de la cromatina, impactando la actividad genética y asegurando una identidad celular adecuada.
3. Herencia epigenética:
- Las células hijas pueden heredar mecanismos epigenéticos, como la metilación del ADN y las modificaciones de las histonas, durante la replicación.
- Estas modificaciones influyen en los patrones de expresión génica sin alterar la propia secuencia del ADN.
- Las marcas epigenéticas ayudan a mantener la identidad celular regulando la accesibilidad de genes específicos, asegurando que cada tipo de célula exprese el conjunto de genes adecuado.
- Estas marcas se copian y transmiten durante la replicación, lo que contribuye a la estabilidad de las identidades celulares a través de generaciones.
4. Mantenimiento de los telómeros:
- Los telómeros son secuencias de ADN especializadas en los extremos de los cromosomas que los protegen de la degradación y fusión durante la replicación.
- Los telómeros se acortan con cada ronda de replicación del ADN y, finalmente, las células entran en senescencia (dejan de dividirse) o sufren apoptosis (muerte celular programada).
- Algunos tipos de células, como las células madre y las germinales, tienen mecanismos para mantener la longitud de los telómeros a través de la enzima telomerasa, lo que les permite conservar su potencial replicativo y evitar el envejecimiento celular.
5. Mecanismos de Control de Calidad:
- Las células disponen de diversos mecanismos para detectar y corregir errores de replicación que puedan surgir durante la replicación del ADN.
- Los puntos de control de daños en el ADN detienen el proceso de replicación, lo que permite que los mecanismos de reparación del ADN corrijan los errores antes de continuar.
- Si el daño es demasiado grave o irreparable, las células pueden desencadenar la apoptosis para evitar la propagación del ADN dañado y mutaciones potencialmente dañinas.
A través de estos mecanismos, las células duplican y segregan fielmente su material genético durante la replicación, asegurando que cada célula hija herede la misma información genética e identidad celular que la célula madre. Esto asegura la preservación de la identidad celular, el desarrollo adecuado y la homeostasis de los tejidos.
