Generador de esquemas de la replicación del ADN
Esquemas rotulados de la replicación del ADN: la horquilla con helicasa, primasa, polimerasa y ligasa, hebras adelantada y retrasada con fragmentos de Okazaki, la burbuja y la telomerasa. Adecuado para clases de biología.
Replicación del ADN: esquemas de ejemplo
Cuatro esquemas de la replicación del ADN: la horquilla rotulada, un resumen sencillo, hebras adelantada y retrasada y una ficha en blanco. Cada imagen es un render real de su prompt; haz clic para cargarlo y editarlo.
Las enzimas de la replicación del ADN y qué hace cada una, en un esquema rotulado
Las proteínas que suele mostrar un esquema rotulado de la replicación, qué hace cada una y dónde se sitúa en la horquilla. Es el conjunto de rótulos por defecto, salvo que pidas uno más corto.
| Enzima o proteína | Función | Dónde dibujarla |
|---|---|---|
| Helicasa | Desenrolla la doble hélice rompiendo con ATP los puentes de hidrógeno entre pares de bases | En la punta de la horquilla, donde se abre la hélice parental |
| Proteínas SSB (de unión a cadena sencilla) | Recubren las cadenas separadas para que no vuelvan a emparejarse | A lo largo de las dos cadenas sencillas expuestas |
| Topoisomerasa | Alivia el superenrollamiento delante de la horquilla cortando y volviendo a unir el ADN | Sobre la doble hélice aún cerrada, por delante de la horquilla |
| Primasa | Sintetiza cebadores cortos de ARN que sirven de punto de partida a la ADN polimerasa | Sobre los moldes; en la cadena retrasada, uno por fragmento de Okazaki |
| ADN polimerasa III | Enzima principal de la replicación bacteriana: añade nucleótidos en sentido 5′→3′ | En las dos cadenas nuevas, a partir de los cebadores |
| Abrazadera deslizante | Anillo que mantiene la ADN polimerasa unida al ADN mientras avanza | Alrededor del ADN, en cada polimerasa |
| ADN polimerasa I | Retira los cebadores de ARN y rellena los huecos con ADN | En la cadena retrasada, en los cebadores de los fragmentos terminados |
| ADN ligasa | Sella las mellas formando enlaces fosfodiéster | Entre fragmentos de Okazaki contiguos |
Cuántas de estas se piden depende del curso. En 4.º de ESO suele bastar con helicasa, ADN polimerasa y ligasa; en Biología de bachillerato y para la EBAU se añaden la primasa, la abrazadera deslizante y la diferencia entre ADN polimerasa I y III. Indica los rótulos que necesitas y solo se dibujan esos.
Horquilla, burbuja, fragmentos de Okazaki: esquemas de la replicación del ADN según el enfoque
La replicación del ADN se dibuja a tres escalas (una molécula entera que se copia, una burbuja de replicación o las enzimas de una sola horquilla), y algunas figuras se acercan todavía más a una sola enzima. Di cuál necesitas; por defecto se dibuja la horquilla completa de arriba.
Horquilla de replicación
La Y donde se separa la hélice parental: la helicasa en la punta, las proteínas SSB en las cadenas abiertas, la topoisomerasa en la hélice aún cerrada por delante, la cadena adelantada creciendo de forma continua hacia la horquilla y la retrasada, en fragmentos de Okazaki, creciendo en sentido contrario. Cada extremo de cadena debe llevar 5′ o 3′; antes que nada, comprueba que los dos moldes son antiparalelos.
Burbuja de replicación (ojo de replicación)
El origen de replicación abierto en una burbuja, con una horquilla en cada extremo que se aleja de la otra: la replicación es bidireccional. Cada cadena molde se copia como adelantada en una horquilla y como retrasada en la otra, así que los fragmentos de Okazaki quedan en cadenas distintas a cada lado de la burbuja. Dibujarlos en la misma cadena en las dos horquillas es el error típico.
Cadena adelantada y retrasada (fragmentos de Okazaki)
Un primer plano de las dos cadenas nuevas: una adelantada continua a partir de un solo cebador y una retrasada hecha de fragmentos (de unos 1000–2000 nucleótidos cada uno en bacterias y 100–200 en eucariotas), cada uno iniciado por su propio cebador de ARN. Muestra el fragmento más reciente, junto a la horquilla, todavía con su cebador; otro más antiguo al que la ADN polimerasa I le está sustituyendo el cebador por ADN, y la ADN ligasa sellando la última mella.
Pasos de la replicación del ADN
El proceso en pasos numerados, sobre la horquilla o como diagrama de flujo: la helicasa abre la hélice en el origen, las proteínas SSB mantienen separadas las cadenas y la topoisomerasa alivia la torsión por delante, la primasa coloca cebadores de ARN, la ADN polimerasa III los alarga en sentido 5′→3′, la ADN polimerasa I sustituye los cebadores por ADN y la ADN ligasa une los fragmentos.
ADN polimerasa
Una polimerasa en la unión entre cebador y molde: un nucleótido entrante se empareja con la siguiente base del molde y se une al extremo 3′-OH libre de la cadena nueva, liberando pirofosfato. Añade el sitio exonucleasa 3′→5′ si la clase trata la corrección de errores: la polimerasa retrocede y quita una base mal emparejada antes de seguir.
Helicasa
La helicasa como un anillo de seis subunidades alrededor de una cadena, que usa ATP para separar las dos cadenas en la horquilla, con las proteínas SSB cubriendo las cadenas por detrás y la topoisomerasa aliviando el superenrollamiento por delante.
Telomerasa
El problema de la replicación de los extremos y su solución. Cuando se retira el último cebador de ARN en el extremo de un cromosoma lineal, nada puede rellenar el hueco, así que cada ronda acortaría el cromosoma. La telomerasa lleva su propio molde de ARN y añade repeticiones TTAGGG al extremo 3′ de la cadena que sobresale. Está activa en las células germinales y en las células madre adultas, no en la mayoría de las células somáticas del adulto.
Replicación en procariotas y eucariotas
Lado a lado: un cromosoma bacteriano circular copiado desde un solo origen, con sus dos horquillas encontrándose en el lado opuesto; un cromosoma eucariota lineal con muchos orígenes cuyas burbujas crecen hasta fusionarse. Rotula las diferencias: unos 1000 nucleótidos por segundo frente a 50–100, la ADN polimerasa III frente a las polimerasas α, δ y ε, la abrazadera deslizante β frente a PCNA, y la telomerasa solo en eucariotas.
Dibujo sencillo de la replicación del ADN
Una escalera que se abre por el centro como una cremallera, cada mitad emparejándose con bases nuevas, y dos moléculas idénticas al final. Si las cadenas viejas van de un color y las nuevas de otro, el resultado semiconservativo se ve sin una palabra de explicación. Cinco rótulos como máximo, para una primera clase de genética.
¿Qué muestra un esquema de la replicación del ADN?
Un esquema de la replicación del ADN muestra cómo la célula copia su ADN en una horquilla de replicación: la helicasa separa las dos cadenas, la primasa coloca cebadores cortos de ARN, la ADN polimerasa construye cada cadena nueva en sentido 5′→3′ (la adelantada de forma continua, la retrasada en fragmentos de Okazaki) y la ADN ligasa sella los huecos. Cada molécula final conserva una cadena antigua y una nueva.
En resumen
- La replicación es semiconservativa. Cada molécula hija conserva una cadena parental y la empareja con una recién sintetizada, como demostraron Meselson y Stahl cultivando E. coli en nitrógeno pesado y después ligero.
- El ADN nuevo solo crece en sentido 5′→3′. La ADN polimerasa añade nucleótidos únicamente a un extremo 3′-OH libre, así que cada cadena nueva parte de un cebador y es antiparalela a su molde.
- Una cadena nueva es continua y la otra va a trozos. La adelantada se sintetiza hacia la horquilla a partir de un solo cebador; la retrasada, alejándose de ella en fragmentos de Okazaki cortos, cada uno con su propio cebador de ARN.
- Los cebadores son de ARN y se sustituyen. La primasa fabrica cebadores de ARN de unos 5 a 10 nucleótidos; en bacterias, la ADN polimerasa I los cambia por ADN y la ADN ligasa sella las mellas que quedan.
- Las bacterias parten de un origen; los eucariotas, de muchos. E. coli copia su cromosoma de 4,6 millones de pares de bases desde un único origen en unos 42 minutos; el genoma humano usa hasta 100 000 orígenes.
Cadena adelantada y cadena retrasada: ¿en qué se diferencian?
La cadena adelantada se sintetiza de forma continua hacia la horquilla de replicación a partir de un solo cebador; la retrasada se sintetiza alejándose de la horquilla en fragmentos de Okazaki cortos, cada uno iniciado por su propio cebador de ARN y unidos después por la ADN ligasa. Ambas crecen en sentido 5′→3′: la diferencia se debe a que las dos cadenas molde son antiparalelas.
| Cadena adelantada | Cadena retrasada | |
|---|---|---|
| Sentido de síntesis | Hacia la horquilla de replicación | Alejándose de la horquilla |
| Forma de síntesis | Continua, de una pieza | Discontinua, en fragmentos de Okazaki |
| Cebadores de ARN | Uno, al principio | Uno por cada fragmento de Okazaki |
| Molde | Complementaria de la cadena parental 3′→5′ | Complementaria de la cadena parental 5′→3′ |
| Polimerasa principal en E. coli | ADN polimerasa III | ADN polimerasa III |
| Polimerasa principal en eucariotas | ADN polimerasa ε | ADN polimerasa δ |
| Tras la síntesis | Su único cebador se sustituye por ADN | Cada cebador se sustituye y la ADN ligasa une los fragmentos |
Dibuja la cadena retrasada como una fila de segmentos cortos con flechas que se alejan de la horquilla, con el fragmento más reciente, junto a la horquilla, aún con su cebador de ARN. Una cadena retrasada dibujada como una sola flecha, o con flechas hacia la horquilla, es el primer error que conviene revisar.
Preguntas frecuentes sobre el esquema de la replicación del ADN
¿Qué debe incluir un esquema rotulado de la replicación del ADN?
El conjunto estándar es el ADN parental, la horquilla de replicación, la helicasa, las proteínas SSB, la topoisomerasa, la primasa y sus cebadores de ARN, la ADN polimerasa III, la cadena adelantada, la cadena retrasada con sus fragmentos de Okazaki, la ADN polimerasa I y la ADN ligasa, con los extremos 5′ y 3′ marcados. Es lo que se dibuja por defecto; pide menos rótulos y solo aparecen esos.
¿Qué es una burbuja de replicación?
El tramo de ADN abierto alrededor de un origen de replicación, con una horquilla de replicación en cada extremo que se aleja de la otra. Como la replicación avanza en los dos sentidos desde el origen, la burbuja crece hasta encontrarse con sus vecinas. Un cromosoma eucariota forma muchas burbujas a la vez; el cromosoma circular de E. coli tiene un solo origen, y sus dos horquillas se encuentran en el lado opuesto del círculo.
¿Por qué la cadena retrasada se sintetiza en fragmentos de Okazaki?
Porque la ADN polimerasa solo sintetiza en sentido 5′→3′ y las dos cadenas molde son antiparalelas. En un molde ese sentido apunta hacia la horquilla y la síntesis es continua; en el otro apunta hacia fuera, y la polimerasa tiene que empezar desde un cebador nuevo cada vez que la horquilla deja libre más molde.
¿Qué diferencia hay entre la helicasa y la topoisomerasa?
La helicasa separa las dos cadenas en la horquilla rompiendo los puentes de hidrógeno entre pares de bases; la topoisomerasa trabaja por delante de la horquilla y alivia el superenrollamiento que provoca la apertura. Lo hace cortando el ADN de forma transitoria y volviendo a unirlo.
¿Qué hace la primasa y por qué hacen falta cebadores de ARN?
La primasa fabrica cebadores cortos de ARN, de unos 5 a 10 nucleótidos, que aportan a la ADN polimerasa el extremo 3′-OH libre que necesita. La ADN polimerasa no puede empezar una cadena por sí sola. La cadena adelantada necesita un cebador; la retrasada, uno por cada fragmento de Okazaki.
¿Qué diferencia hay entre la ADN polimerasa I y la ADN polimerasa III?
En E. coli, la ADN polimerasa III es la enzima principal de la replicación y alarga las dos cadenas nuevas; la ADN polimerasa I retira los cebadores de ARN y los sustituye por ADN. Después, la ADN ligasa sella la mella entre cada cebador sustituido y el fragmento contiguo.
¿Por qué se dice que la replicación del ADN es semiconservativa?
Porque cada molécula nueva de ADN conserva una de las dos cadenas originales y la empareja con una recién sintetizada. Meselson y Stahl cultivaron E. coli en nitrógeno pesado y después ligero: tras una generación el ADN formaba una sola banda de densidad intermedia, y tras dos aparecía a su lado una banda ligera, un patrón que solo produce la replicación semiconservativa.
¿En qué se diferencia la replicación en eucariotas y en procariotas?
Los eucariotas replican desde muchos orígenes por cromosoma (hasta 100 000 en el genoma humano) a unos 50–100 nucleótidos por segundo, frente a un solo origen y unos 1000 nucleótidos por segundo en E. coli. Además usan otras polimerasas (α, δ y ε), la abrazadera PCNA, la RNasa H para retirar los cebadores y la telomerasa en los extremos de los cromosomas.
¿Puedo hacer un dibujo sencillo de la replicación del ADN para cursos inferiores?
Sí: pide un resumen sencillo y el esquema se queda con lo esencial: la doble hélice que se abre, cada cadena antigua emparejada con una nueva y dos moléculas idénticas al final. Cinco rótulos o menos suelen bastar para la ESO.
¿Cómo mantiene la herramienta el sentido de las hebras y las enzimas correctos?
La instrucción de contenido viene integrada. Cada imagen debe seguir la representación estándar de los libros de texto (cadenas antiparalelas, ADN nuevo creciendo en sentido 5′→3′, fragmentos de Okazaki solo en la cadena retrasada), con cada rótulo escrito exactamente sobre una línea de guía recta. Revisa los términos con tu temario antes de imprimir; en el lienzo puedes corregir cualquier rótulo en su sitio.
¿Puedo usar un esquema de la replicación del ADN hecho aquí en una clase o en un artículo?
Sí: los esquemas de replicación que generas son tuyos, para fichas de genética, presentaciones de clase, informes de prácticas y tesis. La exportación llega hasta 4K según el modelo.
¿Puedo desarrollar los nombres de las enzimas o traducir los rótulos después?
Sí. El lienzo reconoce cada rótulo: puedes cambiar «proteínas SSB» por «proteínas de unión a cadena sencilla», traducir el conjunto, apartar un rótulo de la horquilla o recolorear las cadenas nuevas sin regenerar la figura.
Sigue explorando
Nuestras otras herramientas de diagramas y las guías que las explican.
Herramientas
Dibuja tu esquema de la replicación del ADN
De una línea de texto a una horquilla de replicación con sus enzimas y las dos cadenas rotuladas, en un minuto aproximadamente.
Empezar a dibujar