MODELO DEL CÍRCULO RODANTE
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MODELO DEL CÍRCULO RODANTE El modelo del círculo rodante (“ rolling circle”) es un modelo interesante para la replicación de las moléculas de DNA circular en procariotas. Se desarrolló en un intento de explicar estructura de la molécula del DNA replicador en bacteriófagos (como φ X174, fago I y λ) y de E.coli. Este modelo elimina la necesidad de un RNA cebador y explica muy bien la repli de moléculas circulares y la replicación durante la conjugación bacteriana. MODELO DEL CÍRCULO RODANTE en DNA de cadena simple: -REPLICACIÓN FAGO φ X174 , FAGO I y FAGO λ Se trata de genomas que en un momento dado pueden necesitar muchas replicaciones. Se divid en tres fases fundamentales : Cuando el virus infecta la célula huésped, el genoma se introduce en la bacteria transforma a una cadena de DNA monocatenario, que recibe el nombre de cadena + , se convierte en una doble hélice o forma replicativa RF después de la síntesis de la cadena de DNA complementaria, que recibe el nombre de cadena - , y se forma gracias a DNA polimerasa III y cebadores. La forma replicativa bicatenaria se replica varias veces y produce poblaciones de moléculas RF . Por último, estas poblaciones se replican asimétricamente y dan lugar a una prog moléculas monocatenarias +. Estas últimas se asocian con las proteínas de cubierta d fago y completan su ciclo reproductivo. En las dos últimas fases la síntesis de DNA se produce por el mecanismo de círculo r que consiste en lo siguiente: Se inicia con una actividad endonucleasa específica de secuencia que permite a la denominada proteína A romper la cadena positiva (+) de la forma replicativa parental RF en un punto que puede considerarse como origen de la replicación. Su acción provoca extre 3´- OH y 5´ fosfato en esta cadena, mientras que la cadena - queda intacta. El extremo libre 5´ fosfato se fija a la membrana y va siendo desenrollado y liberado de la molécula, vez que la cadena - gira sobre su eje y forma una especie de círculo con una pequeña cola. medida que el círculo va girando sobre sí mismo, el extremo 5´ va siendo desplazado, l de la molécula, mientras la polimerasa va elongando la cadena + desde el extremo 3´-OH, usando como molde la cadena - . Como resultado de uno de estos ciclos, obtenemos una nueva forma replicativa parental abierta en la cadena + , junto con un DNA monocatenario de tipo cadena + . Esta cadena + es el genoma del virus, de forma que esta puede volver a convertirse en RF . Esta cadena + puede volver a dar otra ( - ) discontinuamente, gracias a la DNA polimerasa III y I .
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MODELO DEL CRCULO RODANTEEl modelo del crculo rodante (rolling circle) es un modelo interesante para la replicacin de las molculas de DNA circular en procariotas. Se desarroll en un intento de explicar la estructura de la molcula del DNA replicador en bacterifagos (como X174, fago I y ) y de E.coli. Este modelo elimina la necesidad de un RNA cebador y explica muy bien la replicacin de molculas circulares y la replicacin durante la conjugacin bacteriana.
MODELO DEL CRCULO RODANTE en DNA de cadena simple:-REPLICACIN FAGO X174, FAGO I y FAGO Se trata de genomas que en un momento dado pueden necesitar muchas replicaciones. Se divide en tres fases fundamentales: Cuando el virus infecta la clula husped, el genoma se introduce en la bacteria y lo transforma a una cadena de DNA monocatenario, que recibe el nombre de cadena +, se convierte en una doble hlice o forma replicativa RF despus de la sntesis de la cadena de DNA complementaria, que recibe el nombre de cadena -, y se forma gracias a DNA polimerasa III y cebadores. La forma replicativa bicatenaria se replica varias veces y produce poblaciones de molculas RF. Por ltimo, estas poblaciones se replican asimtricamente y dan lugar a una progenie de molculas monocatenarias +. Estas ltimas se asocian con las protenas de cubierta del fago y completan su ciclo reproductivo.
En las dos ltimas fases la sntesis de DNA se produce por el mecanismo de crculo rodante, que consiste en lo siguiente: Se inicia con una actividad endonucleasa especfica de secuencia que permite a la denominada protena A romper la cadena positiva (+) de la forma replicativa parental RF en un punto que puede considerarse como origen de la replicacin. Su accin provoca extremos 3OH y 5 fosfato en esta cadena, mientras que la cadena -queda intacta. El extremo libre 5 fosfato se fija a la membrana y va siendo desenrollado y liberado de la molcula, a la vez que la cadena - gira sobre su eje y forma una especie de crculo con una pequea cola. A medida que el crculo va girando sobre s mismo, el extremo 5 va siendo desplazado, liberado de la molcula, mientras la polimerasa va elongando la cadena + desde el extremo 3-OH, usando como molde la cadena -. Como resultado de uno de estos ciclos, obtenemos una nueva forma replicativa parental abierta en la cadena +, junto con un DNA monocatenario de tipo cadena +. Esta cadena + es el genoma del virus, de forma que esta puede volver a convertirse en RF. Esta cadena + puede volver a dar otra (-) discontinuamente, gracias a la DNA polimerasa III y I.
En el caso del FAGO la hlice del extremo 5-fosfato que est saliendo de la molcula va siendo copiada varias veces por la ADN polimerasa formndose una molcula ADN doble hlice muy larga que contienen varias copias sucesivas del ADN del fago. Estas molculas reciben el nombre de multmeros o concatmeros.
Y por ltimo, en el caso del FAGO I (doble hlice lineal con extremos cohesivos) posteriormente una endonucleasa denominada ter reconoce la secuencia de doce pares de bases de los extremos cohesivos del fago y produce un corte asimtrico para liberar copias independientes del ADN doble hlice lineal del fago.
MODELO DEL CRCULO RODANTE en DNA de cadena doble:-REPLICACIN DE E.coliLa sntesis de DNA comienza con un corte especfico en el origen de replicacin. El extremo 5 se desplaza del dplex, lo que permite que la DNA polimerasa III aada dNTP al extremo 3OH. El extremo 5 es rodado fuera como una cola libre que va incrementando su longitud. Esta cadena de un crculo rodante puede ser convertida a DNA dplex a travs de la formacin de fragmentos de Okazaki que crecen a partir de cebadores RNA.
TEORA DEL CRCULO RODANTEEl modelo del crculo rodante est basado en el descubrimiento de que: Existen cadenas (+) de DNA de mayor que la del genoma vrico maduro Que hay cadenas (-) que son crculos monocatenarios cerrados covalentemente. Que los finales 3 de las cadenas (+) largas estn sobre los anillos molde, mientras que los extremos 5 estn libres en disolucin.
El modelo del crculo rodante no ha sido aceptado por todos, y slo en muy pocas ocasiones se han encontrado pruebas que lo avalen, por ejemplo, en la replicacin del DNA bicatenario del fago X174 y , y posiblemente en la amplificacin de los genes ribosmicos de Xenopus.
USOS DEL CRCULO RODANTEEl crculo rodante tiene varios usos in vivo, dependiendo del destino de la cola desplazada:
1. Los monmeros pueden ser convertidos a dplex y formas circulares. Esta forma lineal
puede ser mantenida como simple cadena o se puede convertir a una doble cadena por sntesis de la cadena complementaria (la cual es idntica en secuencia al molde de DNA del crculo original). 2. El crculo rodante proporciona un medio para amplificar el replicn original (unidad). Este mecanismo se usa para generar rDNA en oocitos de Xenopus. Los genes para el rRNA se organizan como un gran nmero de repeticiones continuas en el genoma. Una sola unidad repetida del genoma se convierte en un crculo rodante. La cola desplazada conteniendo muchas unidades es convertida a DNA dplex; ms tarde los 2 extremos pueden ser unidos para generar un gran crculo de rDNA amplificado. Este material por tanto consiste de un gran nmero de repeticiones idnticas. 3. La replicacin por crculos rodantes es comn entre los bacterifagos. Unidades de genomas pueden ser clivadas de la cola desplazada, generando monmeros que pueden ser empaquetados en partculas del fago o usadas para ciclos de replicacin adicional.
