REPLICACIN DE ADN

La primera pregunta:semiconservativa o conservativa?

Experimento de Meselson y Stahl

Replicacin semiconservativaLa copia de DNA original fue marcada con N15 (istopo pesado).

Este DNA entr a una ronda de replicacin con N14 y despus la mezcla fue centrifugada de tal

manera que el DNA pesado (2 hebras N15) formara una banda ms baja en el tubo, el DNA

intermedio(una hebra N15 y una hebra N14) una banda ms ligera y ms arriba en el tubo y el DNA

ligero (N14) formara una banda ms arriba de las dos anteriores).

Los resultados esperados para cada modelo:

Conservativa: Despus de una generacin una banda pesada y una banda ligera, el resultado no

cambia despus de varias generaciones.

Semiconservativa: Despus de una generacin una sola banda intermedia, despus de varais

generaciones, una banda ligera y una banda intermedia.

La replicacin del ADN produce una copia de s

mismo por medio de enzimas. El mecanismo

de replicacin es esencialmente el mismo en

todas las clulas.

Es un proceso semiconservativo porque cada uno

de los dos ADN hijos tiene una cadena del

ADN anterior.

Cada una de las dos molculas hijas contiene la

mitad de la molcula madre. Este tipo de

duplicacin semiconservativa se puede realizar

porque la secuencia de las bases que la

constituyen ha sido conservada, de forma que la

secuencia de cada molcula madre sirve de

molde para formar la secuencia de las dos

molculas hijas.

El proceso tiene 3 fases bien diferenciadas:

Iniciacin, Elongacin y Terminacin.

EL DNA se replica desenrollando la hlice y

rompiendo los puentes de hidrgeno entre las

hebras complementarias.

La replicacin comienza en sitios especficos

u orgen de replicacin

Procariontes: Un origen de replicacin

Eucariontes: Mltiples orgenes de

replicacin.

La replicacin es bidireccional a partir del

origen de replicacin

Bidirectional Circular DNA Replication in Bacteria

Sitios de origen de la replicacin

Genoma circular

1 sitio origen

de la replicacin

Genoma lineal

varios sitios origen

de la replicacin

La iniciacin de la replicacin del ADN comienza siempre en una

secuencia especfica de nucletidos conocida como origen de

replicacin, en el que hay un gran contenido de adenina y

timina.

Requiere una serie de protenas iniciadoras especiales (protenas

desestabilizadoras de la hlice) y enzimas conocidas como

helicasas, que rompen los puentes de hidrgeno abriendo la

hlice, formndose las horquillas de replicacin, una a cada

lado de la burbuja a que da lugar la separacin de las ramas del

ADN.

Iniciacin

Para iniciar la replicacin se requieren enzimas

desenrrolladoras llamadas helicasas y as se

forman las horquillas de replicacin (replication

forks)

Una vez abierta la cadena de ADN se unen otras protenas y

enzimas adicionales:

Protenas SSB (protenas de unin a cadena)

No permiten que el ADN se vuelva a naturalizar o

forme estructuras secundarias.

Las enzimas topoisomerasa evitan que se retuerzan y formen

superenrrollamientos cortando una o ambas hebras del ADN

alivindolos

Replicacin de ADN. Durante la

Iniciacin de la replicacin, la

doble hlice de ADN se abre por

accin de una helicasa. A

continuacin, una molcula de

ADN polimerasa se une a una de

las hebras de ADN. Se mueve

recorriendo la hebra usndola

como molde para ir sintetizando

la cadena lder (en rojo),

aadiendo nucletidos y

recomponiendo la doble hlice

Elongacin

En el siguiente paso, las enzimas llamadas ADN

polimerasas catalizan la sntesis real de las nuevas

cadenas aadiendo nucletidos sobre el molde.

La ADN polimerasa sintetiza las nuevas cadenas,

complementarias a cada una de las cadenas primitivas,

pero slo es capaz de sintetizar nuevo ADN en sentido 5

3 partiendo de un ARN corto especfico llamado

ARN cebador -molcula formada por nucletidos de

ARN catalizados por ARN primasas.

Durante la sntesis, en cada horquilla de replicacin, se van

formando dos copias nuevas, sobre cada una de las dos

hebras de ADN que se separaron en la fase de iniciacin.

Cuando una ADN polimerasa hace contacto con el

extremo de otro fragmento de Okazaki contiguo el

ARN cebador de este es eliminado y otra enzima, la

ADN ligasa, conecta los dos fragmentos de Okazaki

de ADN recin sintetizado, catalizando las reacciones

de condensacin que unen los grupos fosfato y azcar

de los nucletidos contiguos y as, una vez unidos

todos los fragmentos de Okazaki se completa la doble

hlice de ADN.

Terminacin

ReplicacinAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCT

TCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGAI I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

5

5

3

3

TCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGA5 3

AGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCT 53

TCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGA5 3

AGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCT 53

53 AGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCUI I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

UCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGA5 3

I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

DNA

Separacin de

las cadenas

ReplicacinDNA RNAm Polip

Templado 1

Templado 2

DNA polimerasa III no puede empezar de cero, necesita un

Extremo OH libre en donde unir el primer nucletido, por

Eso se requiere un primer de RNA (Primasa).

Lectura 3-5

Sntesis 5-3

Adelaida Camitjana

Entonces, hay una hebra lder y una hebra retrasada

Una vez terminada la copia del DNA, se

deben remover los pedazos de RNA (DNA

pol I) y unir toda la cadena (Ligasa).

En la copia puede haber errores

(mutaciones) que en general son corregidas

simultneamente por la DNA pol III.

A T C G A A C C G T T G C A C C G T T G C A C

U A G C T T G G C A A C G T G

Sntesis continua de la cadena 5 -3

Sntesis continua de la cadena en direccin 5'3'. La sntesis de esta cadena no plantea ningn

problema. As, una vez separadas ambas cadenas, se sintetiza el primer y la ADN pol. III (una de las

enzimas que unen los nucletidos) va a elongar la cadena en direccin 5'3'.

A T C G A A C C G T T G C A C C G T T G C

T A G C T U G G C A A C G T G

Sntesis discontinua de la cadena 3 -5

AACCCGGT

Sntesis discontinua. La cadena complementaria no se va a replicar en sentido 3'5' sino que se

replica discontinuamente en direccin 5'3'. Primero se sintetiza el primer (ARN) y posteriormente

este se elonga con ADN. El ARN es posteriormente eliminado y los diferentes fragmentos sintetizados,

llamados fragmentos de Okazaki, son unidos entre s.

Enzima Accin Funcin en la

clula

DNA polimerasa I Aade nucletidos a la molcula de DNA en

formacin. Remueve

primers de RNA

Llena huecos en el DNA,

fundamentalmente para

reparacin. Remueve

primers de RNA.

DNA polimerasa III Aade nucletidos a la molcula de DNA en

formacin. Revisa la

seecuencia y corrige

Replica DNA

DNA girasa

(topoisomerasa II)

Promueve

superenrrolamiento

Mantiene la

compactacin del DNA

DNA helicasa Se une al DNA cerca de la horquilla de

replicacin

Promueve la separacin

de las hebras de DNA

Topoisomerasa I Relaja el DNA super enrollado

Mantiene el nivel

adecuado de

enrollamiento

Primasa Hace cadenas pequeas de RNA unsando DNA

como molde

Se necesita para que la

DNA polimerasa replique

la hebra retrasada