adn-replicacion

Vista previa del material en texto

REPLICACIÓN DE ADN
La primera pregunta:
¿semiconservativa o conservativa?
Experimento de Meselson y Stahl
Replicación semiconservativa
La copia de DNA original fue marcada con N15 (isótopo pesado). 
Este DNA entró a una ronda de replicación con N14 y después la mezcla fue centrifugada de tal 
manera que el DNA pesado (2 hebras N15) formara una banda más baja en el tubo, el DNA 
intermedio(una hebra N15 y una hebra N14) una banda más ligera y más arriba en el tubo y el DNA 
ligero (N14) formara una banda más arriba de las dos anteriores).
Los resultados esperados para cada modelo:
Conservativa: Después de una generación una banda pesada y una banda ligera, el resultado no 
cambia después de varias generaciones.
Semiconservativa: Después de una generación una sola banda intermedia, después de varais 
generaciones, una banda ligera y una banda intermedia.
La replicación del ADN produce una copia de sí 
mismo por medio de enzimas. El mecanismo 
de replicación es esencialmente el mismo en 
todas las células. 
Es un proceso semiconservativo porque cada uno 
de los dos ADN hijos tiene una cadena del 
ADN anterior.
Cada una de las dos moléculas hijas contiene la
mitad de la molécula madre. Este tipo de
duplicación semiconservativa se puede realizar
porque la secuencia de las bases que la
constituyen ha sido conservada, de forma que la
secuencia de cada molécula madre sirve de
molde para formar la secuencia de las dos
moléculas hijas.
El proceso tiene 3 fases bien diferenciadas:
Iniciación, Elongación y Terminación.
•EL DNA se replica desenrollando la hélice y 
rompiendo los puentes de hidrógeno entre las 
hebras complementarias.
•La replicación comienza en sitios específicos 
u orígen de replicación
•Procariontes: Un origen de replicación
•Eucariontes: Múltiples orígenes de 
replicación.
• La replicación es bidireccional a partir del 
origen de replicación
Bidirectional Circular DNA Replication in Bacteria
Sitios de origen de la replicación
Genoma circular
1 sitio origen 
de la replicación
Genoma lineal
varios sitios origen 
de la replicación
La iniciación de la replicación del ADN comienza siempre en una
secuencia específica de nucleótidos conocida como origen de
replicación, en el que hay un gran contenido de adenina y
timina.
Requiere una serie de proteínas iniciadoras especiales (proteínas
desestabilizadoras de la hélice) y enzimas conocidas como
helicasas, que rompen los puentes de hidrógeno abriendo la
hélice, formándose las horquillas de replicación, una a cada
lado de la burbuja a que da lugar la separación de las ramas del
ADN.
Iniciación
• Para iniciar la replicación se requieren enzimas 
“desenrrolladoras” llamadas helicasas y así se 
forman las horquillas de replicación (replication 
forks)
Una vez abierta la cadena de ADN se unen otras proteínas y
enzimas adicionales:
Proteínas SSB (proteínas de unión 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
aliviándolos
Replicación de ADN. Durante la
Iniciación de la replicación, la
doble hélice de ADN se abre por
acción de una helicasa. A
continuación, una molécula de
ADN polimerasa se une a una de
las hebras de ADN. Se mueve
recorriendo la hebra usándola
como molde para ir sintetizando
la cadena líder (en rojo),
añadiendo nucleótidos y
recomponiendo la doble hélice
Elongación 
En el siguiente paso, las enzimas llamadas ADN
polimerasas catalizan la síntesis real de las nuevas
cadenas añadiendo nucleótidos sobre el molde.
La ADN polimerasa sintetiza las nuevas cadenas,
complementarias a cada una de las cadenas primitivas,
pero sólo es capaz de sintetizar nuevo ADN en sentido 5´
→ 3´ partiendo de un ARN corto específico llamado
ARN cebador -molécula formada por nucleótidos de
ARN catalizados por ARN primasas.
Durante la síntesis, en cada horquilla de replicación, se van
formando dos copias nuevas, sobre cada una de las dos
hebras de ADN que se separaron en la fase de iniciación.
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 recién sintetizado, catalizando las reacciones
de condensación que unen los grupos fosfato y azúcar
de los nucleótidos contiguos y así, una vez unidos
todos los fragmentos de Okazaki se completa la doble
hélice de ADN.
Terminación 
Replicación
AGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCT
TCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGA
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 
5’
5’
3’
3’
TCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGA
5’ 3’
AGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCT 5’3’
TCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGA
5’ 3’
AGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCT 5’3’
5’3’ AGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCTAAGCTTAGCCU
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 
UCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGATTCGAATCGGA
5’ 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
Separación de 
las cadenas
Replicación
DNA RNAm Polip
Templado 1
Templado 2
DNA polimerasa III no puede empezar de cero, necesita un 
Extremo OH libre en donde unir el primer nucleótido, por
Eso se requiere un primer de RNA (Primasa).
Lectura 3´-5´
Síntesis 5´-3´
Adelaida Camitjana
Entonces, hay una hebra líder 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 
simultáneamente 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
Síntesis continua de la cadena 5’ -3’
Síntesis continua de la cadena en dirección 5'3'. La síntesis de esta cadena no plantea ningún 
problema. Así, una vez separadas ambas cadenas, se sintetiza el primer y la ADN pol. III (una de las 
enzimas que unen los nucleótidos) va a elongar la cadena en dirección 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
Síntesis discontinua de la cadena 3’ -5’
AACCCGGT
Síntesis discontinua. La cadena complementaria no se va a replicar en sentido 3'5' sino que se 
replica discontinuamente en dirección 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 sí.
Enzima Acción Función en la 
célula
DNA polimerasa I Añade nucleótidos a la 
molécula de DNA en 
formación. Remueve 
primers de RNA
Llena huecos en el DNA, 
fundamentalmente para 
reparación. Remueve 
primers de RNA.
DNA polimerasa III Añade nucleótidos a la 
molécula de DNA en 
formación. Revisa la 
seecuencia y corrige
Replica DNA
DNA girasa 
(topoisomerasa II)
Promueve 
superenrrolamiento
Mantiene la 
compactación del DNA
DNA helicasa Se une al DNA cerca de 
la horquilla de 
replicación
Promueve la separación 
de las hebras de DNA
Topoisomerasa I Relaja el DNA super 
enrollado
Mantiene el nivel 
adecuado de 
enrollamiento
Primasa Hace cadenas pequeñas 
de RNA unsando DNA 
como molde
Se necesita para que la 
DNA polimerasa replique 
la hebra “retrasada”