Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

16
Replicación del DNA. Complejos enzimáticos Empecemos con unas preguntas abiertas :D ¿Cómo funcionan los antibióticos? - Hay distintos tipos de funciones. Unos afectan a la membrana celular, otros inhiben la replicación, etc. SON ESPECÍFICOS. ¿Por qué afectan a los organismos patógenos y no afectan a los humanos? - Por diferencias metabólicas, por genes diferentes expresados en uso y en otros no, por la secuencia que finalmente define una estructura diferente. También, aquello antibióticos que actúan a nivel de ribosomas en procariotes no actúan sobre los ribosomas de eucariotes. ¿Cómo fueron desarrollados? - Dependiendo del tipo de antibiótico y el proceso que se está inhibiendo, se desarrollaron de distinta manera. ¿Cómo funcionan los antirretrovirales? - Impide la formación de DNA a partir de RNA. ¿Cómo se logró obtener la secuencia del genoma humano? - Mediante el estudio de los mecanismos que están dentro de lo que llamamos el flujo de información genética. Desde la información que está en el DNA pasando por el RNA, por proteínas; en los procesos de replicación, traducción, transcripción, entre otros. A través del estudio y análisis de como se dan estas reacciones y las diferencias a este nivel entre los patógenos y los eucariontes superiores, se pudo determinar la secuencia del genoma del ser humano. Con ésta información se pueden crear antibióticos específicos para las enzimas de una bacteria en particular. Sin embargo, existió todo un proceso por el cual se pasó para llegar a éstos resultados. Esa es un poco la idea de comenzar a estudiar a los mecanismos que ocurren, las diferencias entre eucariontes y procariotes, y luego se irá avanzando poco a poco en cada cosa. Para ésta clase se revisarán los mecanismos de reacción, los elementos necesarios para la replicación del DNA o síntesis en general de ácidos nucleicos, el sistema o replisoma (complejo enzimático), las DNA polimerasas (autocorrección de errores), otras polimerasas (transcriptasa reversa, virales, antivirales), replicación (telómeros, mitocondrias, viruses, DNA, RNA). Actividad de la polimerasa

Transcript of Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

Page 1: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

Replicación del DNA. Complejos enzimáticos

Empecemos con unas preguntas abiertas :D

¿Cómo funcionan los antibióticos?

- Hay distintos tipos de funciones. Unos afectan a la membrana celular, otros inhiben la

replicación, etc. SON ESPECÍFICOS.

¿Por qué afectan a los organismos patógenos y no afectan a los humanos?

- Por diferencias metabólicas, por genes diferentes expresados en uso y en otros no,

por la secuencia que finalmente define una estructura diferente. También, aquello

antibióticos que actúan a nivel de ribosomas en procariotes no actúan sobre los

ribosomas de eucariotes.

¿Cómo fueron desarrollados?

- Dependiendo del tipo de antibiótico y el proceso que se está inhibiendo, se

desarrollaron de distinta manera.

¿Cómo funcionan los antirretrovirales?

- Impide la formación de DNA a partir de RNA.

¿Cómo se logró obtener la secuencia del genoma humano?

- Mediante el estudio de los mecanismos que están dentro de lo que llamamos el flujo

de información genética. Desde la información que está en el DNA pasando por el

RNA, por proteínas; en los procesos de replicación, traducción, transcripción, entre

otros. A través del estudio y análisis de como se dan estas reacciones y las diferencias

a este nivel entre los patógenos y los eucariontes superiores, se pudo determinar la

secuencia del genoma del ser humano.

Con ésta información se pueden crear antibióticos específicos para las enzimas de una

bacteria en particular. Sin embargo, existió todo un proceso por el cual se pasó para

llegar a éstos resultados.

Esa es un poco la idea de comenzar a estudiar a los mecanismos que ocurren, las diferencias entre

eucariontes y procariotes, y luego se irá avanzando poco a poco en cada cosa.

Para ésta clase se revisarán los mecanismos de reacción, los elementos necesarios para la

replicación del DNA o síntesis en general de ácidos nucleicos, el sistema o replisoma (complejo

enzimático), las DNA polimerasas (autocorrección de errores), otras polimerasas (transcriptasa

reversa, virales, antivirales), replicación (telómeros, mitocondrias, viruses, DNA, RNA).

Actividad de la polimerasa

Page 2: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

La polimerasa es la encargada de sintetizar una cadena nueva copiando una cadena parental o

templada. Entonces, si se tiene el DNA templado G, A,C, T (leyéndose de 3´a 5´), la cadena nueva

que se sintetiza va de izquierda a derecha de 5´a 3´.

En la cadena templada se puede ver que las bases se encuentran pareadas formando la cadena

nueva. En el caso de la adenina, se puede observar cómo ingresa su par como tiamina trifosfato,

luego existe un ataque del grupo hidroxilo al primer grupo fosfato (alfa), esto genera la formación

del enlace fosfodiéster, se libera el grupo pirofosfato. Luego se observa que queda un nuevo grupo

hidroxilo en la última posición de la cadena listo para recibir a otra base. La reacción fundamental

aquí es la transferencia de un grupo fosforilado.

En éste caso se puede ver una cadena que está creciendo; sin embargo, es importante reconocer

que se necesita un iniciador o primer. Este iniciador puede ser un pedazo pequeño de nucleótidos

que sea complementario a la secuencia del templado y que tenga un OH al final para que pueda

darse la reacción. Las DNA polimerasas no pueden simplemente comenzar a colocar nucleótidos

de la nada, siempre tienen que colocar nucleótidos, agregando de uno anterior, por lo tanto ellos

sí necesitan un iniciador. Si no tuviesen estos, no tendrían a quién juntar el nuevo nucleótido. Si

bien es cierto que la síntesis del DNA como del RNA tiene el mismo mecanismo, las RNA

polimerasas, sí pueden hacer síntesis sin necesidad de primer, contrario a las DNA polimerasas.

Ahora, si para meter una base, se necesita una base ya sintetizada, ¿Cómo se sintetiza la primera?

La única polimerasa que puede sintetizar un primer es la RNA polimerasa, entonces, existe una

enzima que se llama primasa (la que coloca los primers) y esa enzima esde tipo RNA polimerasa.

Ahora, al ser el primer sintetizado por RNA este tendría que tener uracilo. Entonces?... (se

responderá más allá)

El mecanismo base para toda síntesis de ácidos nucleicos en general (DNA o RNA), siempre va a

ser dependiente de magnesio. Se van a tener dos iones magnesio importante. El primero, está

relacionado con la forma con la cual se puede hacer el ataque el oxidrilo del extremo 3´ del último

Page 3: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

nucleótido, sobre el fosfato

alfa del siguiente nucleótido.

Para que se dé este ataque, se

necesita un ion magnesio.

También se necesita un

segundo ion magnesio que

ayude a la liberación del

pirofosfato. Estos magnesios

se asocian a aspartatos. Todas

las DNA polimerasas

contienen aspartatos, algunas

dos y otras 3. Estos aspartatos

han sido bien conservados y

son los más importantes ya

que están asociados con el

magnesio y permiten que la reacción se lleve a cabo. Entonces una vez que se ha dado la reacción,

se forma el enlace fosfodiéster. Esto ocurre tanto para DNA polimerasa como para RNA

polimerasas.

Ahora (continuando con la ronda de preguntas) , ¿Cómo es la estructura de un dideoxinucleótido

trifosfato? (ddNTP)

- ¿Recuerdan la diferencia entre el ATP y el dATP? El dATP es desoxi, es decir, sin OH en

el carbono 2’. Al igual que en el ATP, los nucleótidos trifosfato. Un dideoxinucleótido

no tiene OH ni en el carbono 2’ ni en el 3’.

Entonces, luego de conocer el mecanismo con el cual se sintetizan los ácidos nucléicos, ¿qué

pasaría si en lugar de tener un nucleótido se tuviese un dideoxinucleótido? En el momento de la

síntesis, en fosfato alfa (el primero) debe atacar nucleofílicamente al oxígeno del carbono 3’, en

este momento (y con la ayuda del cofactor magnesio) se forma el enlace fosfodiéster. La pregunta

es ¿ingresa o no el dideoxinucleótido? El dideoxinucleótido sí ingresa, ya que el receptor o el

ATP dATP

Page 4: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

nucleótido anterior sí tiene el O en el carbono 3’, lo que pasaría es que en ese momento dejaría de

sinterizarse. Una vez que ingresa el dideoxinucleótido ya nada más puede ingresar porque los

siguientes nucleótidos no tendrían de donde formar el enlace fosfodiéster. Cabe resaltar que no

importa si el OH del carbono 2’ no está. El importante para la formación del enlace es el 3’, si el

dos está desoxigenado, el nucleótido ingresa igual a la cadena y no la afecta en nada.

Por otro lado, si el nucleótido tuviese solo 2 fosfatos o uno, ¿éste podría ingresar a la cadena? Éste

sí no podría ingresar ya que necesita OBLIGATORIAMENTE 3 fosfatos para ingresar. Uno que

ataque nucleofílicamente al OH y forme el enlace fosfodiester con el cofactor Mg y otros dos que

puedan ser liberados.

Ese efecto del dideoxinucleótido entra pero no deja que continúe la síntesis, es el efecto que

tienen los antirretrovirales. Los antirretrovirales tienen otro grupo unido al carbono 3’ pero no

tienen un grupo hidroxilo, por ende evitan que la síntesis continúe. Los antirretrovirales entran al

DNA viral y truncan la replicación del virus.

Pero ¿Qué hace que solo reaccione este dideoxinucleótido con las enzimas virales y no con las

enzimas humanas?

- La especificidad que está dada por la diferencia de la estructura de la enzima. La

estructura de la enzima viral y la estructura de la enzima humana probablemente son

muy parecidas, pero siempre hay algunas diferencias, lo que le da la especificidad.

Igual existen algunos efectos con los pacientes que consumen estos antirretrovirales.

Tienen la piel seca, se les cae un poco el pelo, etc. esto ocurre justamente porque la

eficiencia y la especificidad no necesariamente son 100 una u otra. Siempre va a haber

un porcentaje de interacción y va a haber un porcentaje de bases también

incorporadas en el DNA humano. Hay muchos anti cancerígenos que tienen este tipo

de principio.

Los dideoxinucleótidos también han sido usados para el secuenciamiento del genoma humano.

Ya entonces, repasando un poico. Se tiene la cadena templado de 5’ a 3. E la primera parte de esta

cadena se tiene el primer, lo importante es que este primer tenga un grupo hidroxilo en el

carbono 3 para que la síntesis pueda darse a cabo. Entonces entra un nucleótido, forma un enlace

fosfodiester con en fosfato alfa del nucleótido, esto se da en presencia de magnesio, luego se

libera el pirofosfato (también con magnesio) y el proceso se repite. La síntesis siempre se dará de

5’ a 3’. En este caso la cadena sería de ribonucleótidos, porque ha sido hecha por una primasa que

es un tipo de RNA polimerasa.

La cadena templado proviene de una célula madre doble. Esta cadena se tiene que abrir y uno de

los lados de esta va a ser justamente el templado (el molde) para poder hacer la nueva que es

siempre complementaria.

Continuando con la clase….

Page 5: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

La replicación se dice que es semi-conservativa, semi-discontinua y bidireccional. Con semi-

conservativa quiere decir que de las dos cadenas originales, se conserva solo una y la otra es

nueva.

Este es el experimento que hizo Meselson y Stahl.

En este experimento, se marca un DNA con

nitrógeno pesado N15. Las bases nitrogenadas

tienen nitrógeno pesado. Luego se pone en un

cultivo a bacterias con nitrógeno pesado. Aquí todo

su DNA sería pesado. Pesaría más de lo normal

porque sus bases tienen N15, el cual pesa más que

el N14. ¿Qué pasaría si después se sacan están

bacterias, se lavan, se ponen en un medio con N14 y

se dejan uno o dos días? Si la parental tiene sus dos

hebras N15, las sucesorias tendrán N15 con N14. Por

lo tanto, la densidad y el peso serán intermedios. ¿Y

qué pasaría en la siguiente generación? Una será

N15, N14 y la otra será N14, N14.

Lo que se quiere ver es si cuando se centrifuga el

DNA original, parental, totalmente con N15 tiene

esta banda en el tubo, después de la centrifugación

se encuentra una banda al medio, ya no es tan pesada, es intermedia, por lo tanto tiene N14 y

N15. En la siguiente generación se tienen una segunda banda que pesa aun menos porque es solo

de N14. En la siguiente generación se tendrían 8 cadenas (2 híbridas y 6 N14, N14). Entonces, en el

tubo se encontrarán 2 bandas. Una híbrida y otra ligera; si embrago, la ligera sería más ancha

porque tendría más cadenas.

Ahora, decimos que la replicación es semi-discontinua.

Esto quiere decir que una de las

cadenas es continua y la otra es

discontinua. Decimos que la cadena

líder es la que se sintetiza de manera

continua y la rezagada, de manera

discontinua (en fragmentos).

Si se tiene aquí las cadenas que se van

abriendo, si esta va de 5’ a 3’ de

izquierda a derecha, la replicación de

abajo iría también de 5’ a 3’ pero de

derecha a izquierda.

Page 6: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

Por lo tanto, la cadena debe esperar un rato a que la hebra se abra para poder seguir sintetizando.

Por ende, esta se replicará por fragmentos. Se coloca un primer, se sintetiza y luego se espera a

que la hebra se

abra un poco más.

Luego se vuelve a

colocar otro

primer, se sintetiza

y se espera. Así

sucesivamente, se

va replicando la

cadena. A esos

fragmentos cortos

se les llama

fragmentos de

Okasaki. La nueva

cadena que se

forma siempre va

de 5’ a 3’.

Decimos que la replicación es bidireccional. Esto se dice no por el hecho de que una va de 5’a 3’ y

la otra de 3’ a 5’.

Se dice que es bidireccional porque a partir de un mismo origen de replicación se abren dos

horquillas de replicación que corren en sentido contrario. Esto explica un poco la confusión que se

podía tener a un inicio en saber quine es la cadena libre y quién es la rezagada. Entonces, a partir

del origen de replicación se abren dos horquillas que corren en sentidos opuestos. Supongamos

que se mira el lado derecho.

Se tiene el primer inicial y, ya

que la cadena azul va de 3’ a

5’, la cadena que se forma (la

roja) debe ir de izquierda a

derecha de 5’ a 3’. Entonces,

si vemos lo que ocurre al

otro lado, esto es distinto.

Como no puede ir en la

misma dirección de la

apertura de la horquilla de

replicación, tiene que ir

simplemente por pedazos

haciéndose de 5’ a 3’. Si se sigue abriendo, se tendría que colocar otro primer para poder formar

otro pedazo. Ahora, ¿cómo sabemos qué cadena es la discontinua y cuál es la continua? Si la

horquilla de replicación se abre hacia la derecha, aquella cadena que vaya en la misma dirección

Page 7: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

sería la cadena líder. Mientras que aquella cadena que se sintetiza justamente hacia el otro lado,

de 5’ a 3’, sería la que se hace por fragmentos, la rezagada, la discontinua.

Vemos microfotografías de cómo se da la replicación, tenemos éstas que se están recién abriendo,

continua, hasta que termina la replicación y se separan los dos cromosomas circulares en este

caso en la bacteria y cada una va a una célula hija. De esa manera tenemos un origen de

replicación en procariontes se abre para ambos lados tanto derecha a como izquierda y luego se

sigue abriendo hasta que se completa. Se hace la aclaración de pese a tener solo un origen (Puede

explicarse porque es un cromosoma circular y pequeño) es BIDIRECCIONAL, en comparación que

tiene muchos orígenes de replicación en eucariontes.

Durante la replicación cuando se va a dando la apertura de cadenas se origina torsión, se tiene que

liberar la torsión, para no truncar la

replicación; para esto existen unas

enzimas llamadas toposoimerasas

topo = topología isomerasas =

isómeros, Porque van a cambiar a la

misma molécula solo de una forma a

otra.

Tipo 1 si corta 1 sola cadena

Tipo 2 si corta 2 (ambas) cadenas

En el ejemplo isomerasa tipo 1 que

tiene grupo tirosina que se une al DNA

,le hace un corte a la cadena y hace

que gire sobre sí misma, liberándola en 1

vuelta, luego puede volver a sellar, por el

contrario con una topoisomerasa tipo 2

Page 8: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

corta ambas cadenas por lo cual libera mayor torsión( libera más vueltas).

LA ACCIÓN DE LAS TOPOSOIMERASAS ES UN SISTEMA CONTROLADO

Bruno pregunta sobre el ADN tipo z

Los DNA tipo z, no están todo el tiempo, en todo el DNA solo algunas zonas ricas en guanina

citosina, hay zonas con DNA tipo z esto se ve más en PROCESOS DE transcripción NO de

replicación.

La helicasa corta los puentes de hidrógeno pero llega a un punto donde hay torsión, allí necesitas

la toposoimerasas.

¿Por qué es importante esto? Porque las enzimas pueden ser target para antibióticos.

Existen inhibidores por ejemplo la novobiocina y la cumermicina, inhiben subunidades ATPasas

que son codificadas por girasas B la girasa b es una toposoimerasas de tipo 2 dependiente de ATP

como tiene una subunidad ATPasas, han generado drogas para que sean específica para las

ATPasas de la girasas.

Otro es el ac. Nalidíxico es una droga que se usa en química como medicamento que actúa sobre

las subunidades pivotales codificadas por girasa A que es la otra subunidad de la girasas, que es

aquella que permite la rotación del ADN para que pueda liberar la torsión.

Sea para 1 u otra toposoimerasas, ya se tiene este tipo de drogas para contrarrestar la infección.

Que pasas con el ADN de la bacteria que esta afectándonos. Ya no podría replicarse, por lo tanto

se mata a esa bacteria

¿Alonso pregunta solo una o ambas drogas?

En este caso solo se utilizaría una droga. Pero por ejemplo en el caso de antirretrovirales están

interactuando con la transcriptasa reversa, se ha visto que a partir de que empezaron a utilizarse

estos antirretrovirales. Se vio que existían cepas con resistencia y el paciente ya no respondía y

seguían los virus aumentando.

Los virus tienen sistemas que

durante la replicación no tienen

autocorrección por lo cual tienen

mutaciones enormes, esto permite

modificar un poco la estructura de

su ADN polimerasa, y de esa forma

evitan el efecto del uso de algunas

drogas (medicamentos), o sea ya no

Page 9: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

son susceptibles a este tipo de antirretrovirales, entonces en este caso sí sería necesario, para

pacientes de HIV el uso de ambos tratamientos, un antirretroviral y una antiproteasa. Una

antiproteasa importante en HIV que cuando se elimina una y se coloca el antirretroviral de esa

manera el paciente responde mucho mejor.

Ya hemos visto los elementos que se requieren

La cadena templada.

El iniciador /primer

Los dNTPs desoxinucleótidos trifosfatados. N es para cualquiera (A C G T)

ADN Polimerasas

Ahora cuando hablamos de ADN polimerasa también hablamos de un concepto importante la

procesesividad. Hay diferentes DNA polimerasas, la polimerasa puede colocar una base, un par de

base y listo de allí se va, entonces tiene una procesividad de una o dos bases (baja procesividad).

Pero puede ingresar una, por ejemplo aquella que ingresa en el primer de la cadena líder, ingresa

y se va de largo, se sigue abriendo la cadena y se va de largo, porque va de 5 a 3 de forma

continua, esta enzima (polimerasa) ingresa y hace 500 000 nucleótidos de corrido, por lo cual esta

tiene una alta procesividad.

Entonces procesividad es el nombre que se le da a la actividad de polimerizar por cada vez que

ingresa, se une al DNA hace la síntesis y se separa, entonces cuánto hace antes de separarse antes

de la cadena, a eso se le llama procesividad.

Como la ADN polimerasa 1 que ingresa y puede hacer 4 bases. 16 bases, 40 bases, su procesividad

es baja.

Page 10: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

¿Qué pasa si la ADN polimerasa coloca un nucleótido equivocado? Ocurre una mutación, pero El

ADN puede corregir este error y eso depende del tipo de polimerasa que tenga.

Por otro lado que sucede con los iniciadores que sabemos que son de RNA, hemos dicho que la

primasa coloca los primers pero son de RNA (ribonucletidos)

¿Se pueden crear estos pedacitos de RNA formando parte de DNA? NO, tiene que eliminarse ese

pedacito de RNA y colocarle DNA, para poder tener toda la cadena de DNA, ¿Quién hace este

trabajo? ¿Quién hace el trabajo de remover el RNA (PRIMERS)?

La función exonucleasa, tenemos una función exonucleasa de 3 a 5, esto significa que va al revés,

por lo tanto si es que la enzima DNA polimerasa está haciendo su trabajo y va de 5 a 3 y se

equivoca retrocede de 3 a 5 y va quitando los últimos nucleótidos que colocó y nuevamente

regresa de 5 a 3 a colocar los nucleótidos correctos. Entonces ella misma la DNA polimerasa puede

avanzar de 5 a 3 y si se equivoca regresar y corregir su error de 3 a 5 como una función

exonucleasa, exo quiere decir que empieza desde afuera, desde el que se dio cuenta de que se

equivocó (puede darse cuenta porque la estructura formada no es la esperada) , no

necesariamente comienza donde hubo un error, esto debido a que actúa velozmente, por eso ella

va haciendo una revisión de lectura.

Supongamos que ha puesto 8 nucleótidos, pero se equivocó en el 3, entonces saca todo hasta

corregir su error, podría pensarse que gasta mucha energía, pero es la forma en que se asegura

que la secuencia sea fidedigna.

Esta acción lo puede hacer cualquier DNA polimerasa que tenga la actividad exonucleasa de 3 a 5,

la DNA polimerasa puede tener una subunidad aparte o puede estar dentro de ella la actividad

exonucleasa.

Page 11: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

Cuando se habla de nucleasas en general es una enzima que degrada nucleótidos, pero de allí

vienen dos nombres DNAsas si es que degradan DNA, RNAasas si degradan RNA.

Endonucleasas si tiene un corte al medio o exonucleasas si empieza desde un extremo.

Ahora tenemos la eliminación de los iniciadores, los primers que están en el extremo de la cadena,

que han empezado a hacer la síntesis de 5 a 3 , ¿cómo lo sacamos?, con una función exonucleasa

de 5 a 3, entonces esto lo hace una enzima especializada que también es una DNA polimerasa, en

este caso la DNA polimerasa 1 en caso de procariotes, y tenemos que esta exonucleasa va en la

misma dirección de síntesis.

Si nosotros regresamos a esta misma gráfica, cómo podríamos hacer para sacar este primer, aquí

viene la DNA polimerasa y empieza a sintetizar, cuando llega aquí se detiene porque ya no puede

avanzar porque hay un fragmento de okazaki anterior, y ahora ingresa la DNA polimerasa 1, que

es la que tiene función exonucleasa de 5 a 3, y como está en esta dirección de 5 a 3 saca el

nucleótido (que está en negrito) que es el ribonucleótido, pero también tiene función polimerasa

de 5 a 3 por lo tanto utiliza el último nucleótido de este fragmento de okazaki y de allí une el

nucleótido, saca ribonucleótido y coloca el desoxinucleótido, al final canjea todos los ribos por

desoxi ( ESTO LO HACE EN LOS GRUPOS OH, EN EL GRUPO HIDROXI SE HACE EL CAMBIO DE RIBO

POR DESOXI) y el primer ya queda ahora sí de DNA. OJO SE ESTÁ TOMANDO COMO EJEMPLO LA

E.COLI (PROCARIOTE).

Para que no queden “huequitos” actúa a ese nivel la DNA ligasa que une y sella el DNA.

ENTONCES LO QUE HA HECHO LA DNA POLIMERASA 1 ES CANJEAR RIBOS POR DESOXIS.

En el caso para la autocorrección tenemos aquí el fragmento de klenow, es una DNA polimerasa 1

de E.coli que se le ha quitado la función exonucleasa de 5 a 3, entonces tiene la función

polimerasa y tiene la función exonucleasa de 3 a 5, por la tanto si se equivoca, puede retroceder y

volver a sintetizar la cadena.

La forma de que la DNA polimerasa puede dar cuenta que hay un error, es porque tiene una

especie de abrazadera hacia en DNA, y va pasando el DNA y va revisando de que esté bien hecho y

que tenga toda la estructura normal; si ve una estructura rara entonces regresa y corrige el error,

colocándole los nucleótidos normales. Esto es básicamente por estructura

Tenemos

DNA POLIMERASA 1

DNA POLIMERASA 2

DNA POLIMERASA 3 , pero se han encontrado 2 polimerasas más aunque no se sabe exactamente

su función.

Page 12: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

RESUMEN EN LA IMAGEN

La primera en encontrarse fue DNA POLIMERASA 1, es un solo péptido que tiene la función de

polimerizar, pero también tiene función exonucleasa de 3 a 5 y exonucleasa de 5 a 3, pero de

procesividad baja y lenta, y cuando empezaron a ver cada cuanto tiempo se duplica una bacteria

que es aproximadamente de 20 minutos se duplica todo su DNA que son 6 millones de bases y

cuando vieron que esta iba tan lenta, dijeron de que ella no podía haber hecho toda la duplicación

así que encontraron la DNA polimerasa 3, la que tiene la procesividad de 500 mil bases continuas y

es muy rápida entonces luego encontraron DNA POLIMERASA 2 que actúa en sistemas de

reparación. Existen otras DNA POLIMERASAS pero aún no se saben su función, pero al momento

son 5.

Comparando el tipo de subunidades entre las DNA POLIMERASAS, el DNA polimerasa 1 es la más

sencilla, la DNA POLIMERASA 3 tiene hasta 10 subunidades para que funcione correctamente, la

DNA POLIMERASA 2 tiene 4 subunidades.

Proofreading (autocorrección) tienen las tres polimerasas 1 2 y 3 TODAS PUEDEN CORREGIR SUS

ERRORES.

Pero solo la polimerasa 1 tiene función exonucleasa de 5 a 3, la función de sacar a primer y

canjearlos por desoxirribonucleótidos.

La procesividad va así Poli 3 > poli 2 >

poli 1

Si vemos como es la DNA

POLIMERASA 3, vemos una DNA

polimerasa grande, que tiene muchas

subunidades, el centro catalítico está

conformado básicamente por

Page 13: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

subunidades alfa, épsilon y teta, de las cuales la polimerización la formación del enlace

fosfodiéster, la catálisis de la reacción per se lo hace la subunidad alfa, que es la principal, la

épsilon es la que tiene la actividad de proofreading y además se tienen 2 subunidades conocidas

como b clamp o abrazaderas deslizantes.

Imagínense que tienen dentro del núcleo en el caso de eucariontes o dentro de la célula en

procariontes todo el DNA, pero

no solo con las enzimas DNA

polimerasas sino también enzimas

del metabolismo. Uno puede

pensar que el DNA esta

desordenado, y que puede ser

caótico hacer desenrollar todo

para replicarlo hacerlo rápido

para no equivocarte

Como funciona este sistema la

DNA POLIMERASA está asociada

con la helicasa, como su nombre

lo dice rompe las hélices, la

helicasa rompe los puentes de

hidrógeno entre las cadenas, entonces ella va abriendo la cadena y esta va asociada a las

subunidades catalíticas de la ADN polimerasa, para que no se “escape” la DNA polimerasa cada vez

que ingresa necesita de una proteína que abrace, que enrede al DNA y no lo dejen escapar para

que pueda hacer toda la síntesis eso lo hacen los b clamps , entonces entra la ADN polimerasa el

clamp lo abraza y se va deslizando como un tubo y el DNA pasa por el medio, entonces de esta

manera uno puede utilizar estos b clamps para poder asociarse.

Si tengo estos dos dímeros uno puede estar asociado a la cadena templada (líder) y el otro a la

otra cadena rezagada y el tercer dímero se en la cadena rezagada, se va formando una especie de

loop, en el momento que se arregla como que se detiene la síntesis, para que esto no ocurra y se

siga haciendo la síntesis y no haya una pausa (para que se dé de forma continua), se utiliza este

tercer dímero.

Además si nosotros vemos quienes son los que actúan tenemos.

Page 14: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

Todas estas son proteínas que actúan en el complejo que es el replisoma.

¿Cómo inicia la síntesis?

En el sistema de iniciación básicamente tenemos lugares que van a ser reconocidos como sitios de

origen de replicación, hemos dicho que en el genoma de bacteria, circular hay un punto de origen

de replicación, ese punto tiene que ser reconocido por proteínas entonces ay secuencias de

consenso en este caso 3 secuencias , que van a ser reconocidas por el DNA A que cuando se une

forma como un loop, como un lazo en ese momento aquí se da la apertura de la cadena entran las

Page 15: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

helicasas y luego puede ingresar allí ya todo el sistema hacer el primer y de allí arranca ya todo el

síntesis de DNA.

Si nosotros comparamos la replicación en eucariontes tiene mucha mayor complejidad tiene

menor velocidad y tiene un genoma más grande por lo tanto se demora más en duplicar y hay

muchos orígenes de replicación, como nuestras cromosomas son iguales se van abriendo

horquillas en ambos sentidos.

Bruna pregunta si el tiempo, la complejidad tiene que ver con el tamaño de DNA basura (que no

tiene función definida) NO necesariamente tiene que ver por la diferente complejidad y velocidad,

la complejidad tiene que ver con la evolución que ha hecho que el proceso sea más fino y preciso

este proceso en eucariontes.

¿Cómo harían para arreglar el problema del primer del extremo?

En los extremos de los cromosomas hay telómeros, la telomerasa es una enzima encargada de la

elongación y replicación de los telómeros,

tiene una actividad DNA POLIMERASA, la

telomerasa es un sistema que va a permitir

elongar la cadena pero va a sintetizar DNA

usando un molde interior que la

telomerasa ya tiene insertada. Entonces es

una enzima, específicamente

ribonucleoproteína (RNA+ proteínas) es

una enzima que tiene asociada un RNA,

que es un RNA COMPLEMENTARIO a la

secuencia de los extremos de los

telómeros, por lo tanto cuando se tenga la

zona de los telómeros va a ser usada la

Page 16: Te 1 Replicación, complejos enzimáticos

RNA para poder sintetizar DNA que le falta al sistema.

La telomerasa y la transcriptasa reversa tienen una cosa en común ambas van a traducir de RNA a

DNA, hacen un proceso inverso entonces la transcriptasa reversa polimeriza ADN Polimerasa

dependiente de RNA. Y LA TELOMERASA ES LO MISMO, va a elongar los extremos de DNA del

cromosoma por lo tanto es una ADN polimerasa, pero va a copiar a un RNA por lo tanto es un RNA

dependiente. Por lo tanto tienen la misma actividad.

RNA POLIMERASA que hace la transcripción RNA POLIMERASA DNA DEPENDIENTE

DNA POLIMERASA 3 es una DNA POLIMERASA DNA DEPENDIENTE, porque copia DNA

REPLICASA (enzima que puede replicar un virus de RNA en otro RNA) RNA POLIMERASA RNA

DEPENDIENTE