1. La importancia de la replicacin del ADN REPLICACINen la medicinaLa replicacin del material gentico es Propiedades generalesesencial a la vida del proceso de mitosis replicacinErrores en la replicacin son el origen de las Biosntesis del ADNenfermedades hereditariasmeiosis El mecanismo de la replicacinErrores en la replicacin son causa primaria La maquinaria de lade canceres replicacin La Replicacin enExisten patologas por incapacidad de Eucariotas reparar errores cometidos en la replicacin Telmeros y mitosis TelomerasasLos patgenos tambien replican. Entender Transcriptasas Reversasestos procesos permite establecer terapiasespecificas Muchos antibioticos inhiben la replicacinde microorganismos12 El experimento de Meselson y Stahl Tres posibles modelos de replicacin La replicacin es semiconservativa Cada hebra se usa como molde para sinte tizar otra Los nucletidos se unen por complementariedad Se sintetiza una cadena nueva a partir de cada hebra vieja Se respeta la disposicin antiparalela de las hebras34

2. Direccionalidad de la replicacin Origenes, burbujas y horquillas de replicacinOrigenes,La replicacin se inicia en sitios particulares (orgenes de replicacin) Cada origen define un replicn (unidad de replicacin independiente) A partir de cada origen la replicacin avanza bidireccionalmente Se forma una burbuja de replicacin formada por dos horquillas que avanzan en direcciones opuestashorquilla 1horquilla 2 56Replicacin de ADN circular y lineal Replicones simples o mltiples 1. Theta Cromosoma bacteriano3. Lineal Cromosoma eucariota 2. Crculo rodante Bacterifagos 78 3. Reaccin de Sntesis La replicacin es semidiscontinuaTodas las polimerasas catalizan la elongacin de cadena in direccin 5-3Las dos hebras estn orientadas en direccin antiparalelaSolo una hebra avanza continuamente leyendo una hebra molde endireccin 3 5La hebra complementaria se debe sintetizar en fragmentos discontinuos En la sntesis de la nueva cadena se generan: enlaces fosfodiester (covalentes) puentes de H entre las bases complementarias 9La sntesis ocurre en direccin 5 310La hebra retrasada se sintetiza en fragmentosde OkazakiLa replicacin essemi-discontinuasemi- 1112 4. La replicacin es un proceso complejo El mecanismo de la replicacinSeales: Ori CINICIACION Ter Reconocimiento de origenes de replicacin separacin de hebrasEnzimas principales: Posicionamiento de maquinaria transcripcionalELONGACION ADN polimerasas Crecimiento bidireccional de las horquillas de Primasas replicacin Ligasas Replicacin semiconservativa, semidiscontinua, Helicasas coordinada Topoisomerasas TERMINACION Reconocimiento de seales de terminacin Desensamble de replisomas Mapa de genes involucrados con la replicacin y reparacin en E. coli1314Inicio de la replicacin en procariotas:Separacon de las hebras Ensamblaje del replisomaProtena DnaAProtena DnaA se une aRepetidos 13 pb ricos en ATRepetidos 9 pbAND superenrrollado enOriC. Genera tensin disociandorepetidos adyacentes La helicasa comienzadisociacin de hebras Se asocian protenas deunin a cadena simple 1516 5. Elongacin Resolucin de la replicacin en la hebra retardada 1718 ADN Polimerasa I Terminacin Kornbnberg, 1957Secuencias ACTIVIDAD POLIMERASAterminadoras Necesita Mg++ como cofactorRetienen las horquillasLa energa es provista por la liberacin de PPide replicacin El ADN acta como moldeContienen secuencias Necesita un cebador que ofrezca un exrtremoque facilitan la3OH libre para agregar nucletidosdecatenacin y La elongacin ocurre en direccin 53separacin de loscromosomas resultantesRequieren elementos determinacin particulares 1920 6. ADN Polimerasa IFIDELIDAD DE LA REPLICACINACTIVIDAD EXONUCLEASA Esta dada por la actividad exonucleasa 3-53 5 Proofreading Requerimiento de primers correccin de sntesis Imposibilidad de la polimerasa de agregar nucletidos si no hayapareamiento exacto en los nucletidos previos Implica la imposibilidad de replicacin en direccin 3-5.5 3 Nick Translationreemplazo de cebadores 2122ADN Polimerasa III El anillo corredizo y la procesividad La DNA Pol III es la enzima principal en la replicacin Multimrica, con varias subunidades El core de DNA Pol III es poco procesivo ??? El anillo corredizo asegura una muy alta procesividad 3 5 exonucleasacorePol C: polimerasadimerizacin Anillo corredizo clamp loader (cargador del anillo) 2324 7. Avance de la horquillaCoordinacin de hebrasde replicacin La DNA Pol III funciona como dmeroLas hebras crecen de modo coordinado, avanzando en la direccin de la horquilla 2526 2728 8. ADN polimerasas procariotasPrimasa: sntesis del cebadorPrimasa: PolimerasasCaractersticasIII IIISubunidades 1 >4>10Peso Molecular 103.00088.000830.000Exonucleasa 3 5 sisi siExonucleasa 5 3 sino noVel.Polimerizacin (nt/seg) 16-20 40250-1.000Procesividad (*)3-200 1.500 >500.000 * Nucletidos incororados antes de disociarse del ADNLas DNA Polimerasas son enzimas elongadorasNecesitan un cebador 3OH 29 30Helicasa: Separacin de las hebras de ADNHelicasa:Girasa (topoisomerasa II ) Eliminacin de tensin durante la replicacin QUINOLONAS QUINOLONAS (cido nalidxico) (cido nalidxico) Se une a la subunidad A de la Se une a la subunidad A de laDNA girasa (topoisomerasa)DNA girasa (topoisomerasa) espectro: Gram-positivos e espectro: Gram-positivos einfecciones urinarias infecciones urinarias31 32 9. Resolucin de los cromosomas duplicadosADN Polimerasas Eucariotas alfa delta Beta epsilongama Localizacin nuclear nuclearnuclearnuclear mitocondrial replicacin replicacin Funcinretardadareparacin reparacin? replicacincontinua Cebado Funcn similar en E.coliDNA Pol IDNA Pol III DNA Pol II Polimerizacin 5 3+ + +++ Exonucleasa 3 5 - + -++ Asociada a DNA primasa+ - - - - Acepta primer de ARN+ + -?- Acepta primer de ADN+ + +++ Sensible a afidicolina+ + -+- 33 34La replicacin en los eucariotas La replicacin en los eucariotases similar a la bacteriana es similar a la bacterianaLa unin de PCNA (protena tipoReconocimiento de origenes y anillo corredizo) desplaza a launin de helicasa (antigeno T) polimerasa y recluta a la polimerasa que continua la sintesis de la hebra continuaLa helicasa comienza ladisociacin de hebras Se une el complejo formado por laSe asocian protenas de unin aprimasa y polimerasa , a la hebracadena simple que mantienen lasretardada, se sintetiza el cebadorhebras en condiciones para lareplicacion (RPA)Se une la protena RFC a la he bra retardada y la polimerasa Se une un complejo formado por laprocede a la sntesis de losprimasa y polimerasa , y se fragmentos de Okazakisintetiza el cebador Se une la protena RFC y comienzala sntesis por la polimerasa 35 36 10. La horquilla de replicacin eucariotaEl problema de replicar los extremos de molculas de ADN lineales Como se inicia la replicacin en el extremo 5? 37 38 Replicacin en los telmerosREPLICACIN DE LA CROMATINA Telomerasa Enzima que cataliza la sntesis de los extremos Ribozima que contiene una molcula de ARN que sirve como molde El ARN gua la adicin de los nucletidos correctos Niveles variables de actividad de la telomerasa regulan la divisin celular y el envejecimiento 39 40