DUPLICACION DEL ADN Dra Carmen Aída Martínez
Definción El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica)
Replicación La reproducción requiere la transmisión fiel de la información genética de padres a hijos Esto hace necesario una replicación exacta del ADN genómico completo Se necesita una compleja maquinaria para copiar las grandes moléculas de ADN que forman los cromosomas en procariotas y eucariotas Los virus utilizan esta maquinaria para replicar su ADN, alterando al ADN de la célula que infectó
Replicación como proceso Semiconservativo Cada hebra parental sirve como molde para la síntesis de una nueva hebra complementaria
Elementos necesarios para la replicación Enzima Principal: DNA Polimerasa Desoxirribonucleósidos 5 -trifosfatos (dntps) Proteínas adicionales: Primasa Helicasa De unión al ADN de cadena sensilla (SSB) Topoisomerasas Girasa Ligasa Secuencias de ADN para iniciar la replicación Proteínas que reconocen esa secuencia (ORC)
ADN polimerasas Enzimas con la capacidad de copiar exactamente una hebra molde de ADN Alfa (a) : participa conjuntamente con la Primasa en la síntesis de los fragmentos de okazaki Delta (d) : ensambla la hebra líder y la rezagada Gamma (g) : síntesis del ADN mitocondrial Epsilon (e): reparación del ADN
Características de las ADN polimerasas Todas las ADN polimerasas sintetizan ADN solo en dirección 5-3 añadiendo a la cadena en crecimiento un dntp al grupo OH del extremo 3
Características de las ADN polimerasas No son capaces de iniciar la síntesis del ADN de novo sino que necesitan de un cebador o iniciador preformado, llamado primer.
Topoisomerasa Topoisomerasas: catalizan la rotura reversible y la unión de las hebras de ADN, ruptura de puentes fosfodiester. Topoisomerasa I: reduce el número de enrollamientos negativos. Topoisomerasa II: ( DNA girasa) corta las dos cadenas y luego lo pasa por el lazo que ha formado.
Helicasa Helicasa: Catalizan el desenrrollamiento de la doble cadena, rompiendo los puentes de hidrógeno, separa la doble cadena
Enzimas que participan en la duplicación del ADN Primasa: coloca fragmentos cortos de ARN en los fragmentos de Okasaki de la hebra rezagada Ligasa: se encarga de unir los fragmentos de Okasaki
Proteínas de unión al ADN de cadena sencilla: se unen al ADN de cadena sencilla manteniendo extendidas las cadenas y evitando que vuelvan a formarse los puentes de hidrogeno. Proteinas SSB HELICASA
Pasos en la replicación
REPLICACION DEL ADN Topoisomerasa 2. 4. 5. Se La La primasa separan polimerasa 1. El ADN sintetiza las es 2 alfa cadenas desenrollado y un delta cebador por coloca medio por de los ARN las de la helicasa o nucléotidos primer en topoisomerasas las complementarios dos cadenas en dirección 3. 5 Se - 3 unen ambas a cada cadenas simple las proteínas SSB que estabilizan las cadenas y evitan el enrollamiento
Horquilla de replicación Solamente una hebra del ADN se sintetiza de manera contínua (hebra adelantada o conductora) La otra hebra se forma a partir de pequeñas piezas discontinuas de ADN que se sintetizan al revés con respecto al movimiento de la horquilla de replicación (hebra rezagada o tardía) A estas piezas se les conoce como: Fragmentos de Okasaki
Fragmentos de Okasaki La enzima primasa sintetiza segmentos de ARN 83-10 nucleótidos, llamados iniciadores, cebadores o primers (en eucariotas actúan la primasa y la ADN polimerasa a) Estos iniciadores se extienden con la ADN polimerasa (III en procariotas y ADN polimerasa d en eucariotas) Los iniciadores de ARN deben eliminarse y ser reemplazados por ADN en E. coli actúa una ARNasa H y la ADN polimerasa I En eucariotas actúan otras exonucleasas y la ADN polimerasa d Los fragmentos de Okasaki son unidos por ligasas
Origen de fragmentos de Okasaki
Eliminación de iniciadores
REPLICACIÓN DEL ADN VIRAL
Virus ARN Poseen una transcriptasa inversa Sintetiza una hebra de ADN a partir del ARN Luego, a partir de este ADN fabrica más copias de ARN
REPLICACIÓN DEL ADN BACTERIANO
Enzimas que participan en la duplicación del ADN en células procariotas Topoisomerasas: desenrollan y enrollan el ADN Helicasa: rompe los puentes de hidrógeno, separa la doble cadena Polimerasa III: coloca los nucleótidos de ADN, reconocimiento y corrección de ensamblaje. Primasa: coloca fragmentos cortos de ARN en los fragmentos de Okasaki de la hebra rezagada Ligasa: se encarga de unir los fragmentos de Okasaki Polimerasa I: función exonucleasa, retira los fragmentos cortos de ARN y los reemplaza por ADN Polimerasa II: rellena brechas y facilita la síntesis de DNA dirigida por plantillas dañadas.
ADN Bacteriano
REPLICACIÓN DEL ADN MITOCONDRIAL
ADN mitocondrial Replicación igual a ADN procariota variación cada 20,000 mil años Información genética solo por línea materna
http://www.johnkyrk.com/dnareplication.html http://highered.mcgrawhill.com/olc/dl/120076/micro04.swf http://highered.mcgrawhill.com/olc/dl/120076/bio23.swf