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BIOLOGÍA
MOLECULAR.
TEMA: 3. REPLICACIÓN DEL DNA.
BRENDA ARACELY DOMÍNGUEZ ARVIZU 205227.
ÍNDICE.
Modelos de replicación.
 Concepto de Replicación.
-Experimento de Meselson y Stahl.
 Características generales:
-Origen de replicación.
-Bidireccionalidad.
-Secuencialidad.
-Discontinua.
 DNA Polimerasas.
 Proceso general:
-Iniciación.
-Elongación.
-Terminación.

EXISTEN TRES POSIBLES MODELOS
DE REPLICACIÓN.
Semiconservadora (modelo correcto). En cada una de las
moléculas hijas se conserva una de las cadenas originales.
Conservadora. Se sintetiza una molécula totalmente nueva,
copia de la original.
Dispersora, o dispersante. Las cadenas hijas constan de
fragmentos de la cadena antigua y fragmentos de la nueva.
FORMAS ALTERNATIVAS DE
REPLICACIÓN DEL DNA.
EXPERIMENTO DE MESELSON Y STAHL:
REPLICACIÓN SEMICONSERVATIVA.
La copia de DNA fue marcada con el isótopo N15.
Este DNA entró a una ronda de replicación con N14 y
después la mezcla fue centrifugada de manera que el
DNA pesado (2 hebras N15) formara una banda baja en
el tubo, el DNA intermedio (1 hebra N15 y 1 hebra N14)
una banda más ligera y más arriba del tubo y el DNA
ligero (N14) formara una banda más arriba de los dos
anteriores.
Los resultados para
cada modelo fueron:
Conservativa:
Después
de
una
generación una banda
pesada y una banda
ligera, el resultado no
cambiaba después de
varias generaciones.
Semiconservativa:
Después
de
una
generación una sola
banda
intermedia,
después de varias
generaciones,
se
generaba una banda
ligera
y
una
intermedia.
REPLICACIÓN DEL DNA.
El proceso de replicación de DNA es el mecanismo que
permite al DNA duplicarse (es decir, sintetizar una
copia idéntica).
Esta duplicación del material genético se produce de
acuerdo con un mecanismo semiconservativo, lo que
indica que las dos cadenas complementarias del DNA
original, al separarse, sirven de molde cada una para
la síntesis de una nueva cadena complementaria de la
cadena molde, de forma que cada nueva doble hélice
contiene una de las cadenas del DNA original.

El DNA se replica desenrollando la hélice y
rompiendo los puentes de hidrógeno entre las
hebras complementarias.
CARACTERÍSTICAS
GENERALES.
ORIGEN DE REPLICACIÓN.
La replicación comienza en sitios específicos
conocidos como “origen de replicación”.
Los orígenes de replicación son los puntos fijos
que están a partir de los cuales se lleva cabo la
replicación, que avanza de forma secuencial
formando estructuras con forma de horquilla.

Procariontes: Un origen de replicación.

Eucariontes: Múltiples orígenes de replicación.
BIDIRECCIONALIDAD.
A partir de cada origen se sintetizan las dos
cadenas en ambos sentidos. Esto ocurre en la
mayoría de los organismos, pero se dan
excepciones en algunos procariontes debido a que
los mecanismos de replicación que tienen lugar
dependen de la propia estructura de su material
hereditario (si el DNA es circular, lineal,
bicatenario o monocatenario).
Replicación bidireccional en bacteria con DNA circular.
SECUENCIALIDAD.
oSueoka
y Yoshikawa (1963) realizaron estudios
genéticos de complementación de mutaciones que
permitieron determinar que desde los orígenes la
replicación avanza de forma secuencial.
oLas
dos hebras nuevas se van alargando
progresivamente, por adición secuencial de
nucleótidos.
DISCONTINUA.
La replicación siempre se produce en sentido 5' →
3', siendo el extremo 3'-OH libre el punto a partir
del cual se produce la elongación del DNA.
Esto planteó un problema, y es que las cadenas
tienen que crecer simultáneamente a pesar de
que son antiparalelas, es decir, que cada cadena
tiene el extremo 5' enfrentado con el extremo 3'
de la otra cadena. Por ello, una de las cadenas
debería ser sintetizada en dirección 3' → 5'.
DNA POLIMERASAS.
Dichas enzimas catalizan la síntesis de las nuevas cadenas
añadiendo nucleótidos sobre la cadena molde. La enzima
copia la cadena de nucleótidos de forma complementaria
para dar a cada célula hija una copia del ADN durante la
replicación.
Modo en que operan:
En cada horquilla de replicación, la ADN polimerasa y
otras enzimas sintetizan dos nuevas cadenas de DNA que
son complementarias respecto a las 2 cadenas originales.
De esta forma, la ADN polimerasa sintetiza el esqueleto de
azúcar-fosfato de la cadena hija.

Además de participar en la elongación,
desempeñan una función correctora y reparadora
gracias a su actividad exonucleasa 3', que les
confiere la capacidad de degradar el ADN
partiendo de un extremo de éste.
EL PROCESO CONSTA DE TRES
FASES: INICIACIÓN, ELONGACIÓN
Y TERMINACIÓN.
INICIACIÓN.
Para
que
pueda
formarse
la horquilla
de
replicación es necesario que las dos cadenas se
separen para sintetizar el cebador y el DNA de la
cadena de nueva síntesis.
Para ello el ADN debe desenrollarse y el punto de
partida viene determinado por una secuencia
específica de nucleótidos conocida como origen de
replicación en la que hay gran cantidad de T y A.
Esta secuencia es reconocida por proteínas
iniciadoras que controlan este proceso y enzimas
conocidas como helicasas, que rompen los puentes
de hidrógeno de forma que una vez unidas las
proteínas iniciadoras al DNA provocan el
desenrollamiento de estas regiones.
Para iniciar la replicación se requieren las
helicasas y es así como tas contribuyen a la
formación del origen de replicación.
UNA VEZ ABIERTA LA CADENA DE DNA SE UNEN
OTRAS PROTEÍNAS Y ENZIMAS ADICIONALES:

Proteínas SSB: encargadas de la estabilización
del ADN monocatenario, impiden que el ADN se
renaturalice o forme de nuevo la doble hélice, de
manera que pueda servir de molde.

Las topoisomerasas evitan que se retuerzan y
formen superenrrollamientos cortando una o
ambas cadenas de DNA reponiéndolos.
ELONGACIÓN.



En el siguiente paso, la holoenzima DNA Pol III
cataliza la síntesis de las nuevas cadenas
añadiendo nucleótidos sobre el molde.
La DNA polimerasa sintetiza las nuevas cadenas,
complementarias a cada una de las cadenas
primitivas.
Esta síntesis se da bidireccionalmente desde cada
origen, con dos horquillas de replicación que
avanzan en sentido opuesto.

Se sintetiza el DNA en sentido 5’→ 3’ partiendo
de un ARN cebador – molécula formada por
nucleótidos de ARN catalizados por ARN
primasas que contiene un grupo 3'hidroxilo libre
que forma pares de bases con una hebra molde
complementaria y actúa como punto de inicio
para la adición de nucleótidos con el fin de copiar
la hebra molde.
INICIO
DE LA SÍNTESIS DE
DNA CON
UN CEBADOR
.
TERMINACIÓN.
oCuando
una DNA polimerasa hace contacto con
el extremo de otro fragmento de Okazaki
contiguo , el ARN cebador de este es eliminado y
otra enzima, la DNA ligasa conecta los dos
fragmentos de Okazaki de DNA recién
sintetizado.
Una vez que se han juntado todos se completa
la doble hélice de ADN.
o
Síntesis de cebadores, unión de fragmentos de
Okazaki y eliminación de los cebadores.
FIN DE LA REPLICACIÓN.

La Replicación termina cuando la secuencia de
bases nitrogenadas corresponden a un triplete
AUG que indica una pausa en la replicación y
hasta ese punto se codifica la proteína, para dar
paso a la traducción.
RESUMEN.
La replicación es el proceso mediante el cual, a partir de
una molécula de DNA progenitora, se sintetiza una nueva,
originándose así dos moléculas de DNA hijas, de secuencia
idéntica a la del DNA original.
 Esta constituida por tres pasos:
 Iniciación:
-DNA doble cadena debe abrirse.
-Ocurre desenrollamiento.
 Elongación:
-Copia simultánea de ambas cadenas.
- Replicación en dirección 5’ → 3’.
 Terminación:
-Se completa la doble hélice de DNA y se da una pausa en la
replicación.

ENZIMAS QUE INTERVIENEN EN LA REPLICACIÓN.
Enzima
Acción
Función en la célula.
DNA Polimerasa I
Añade nucleótidos a la
molécula de DNA en
formación. Remueve
cebadores de RNA.
Llena huecos en el DNA,
para reparación. Remueve
los cebadores de RNA.
DNA Polimerasa III
Añade nucleótidos a la
molécula de DNA en
formación. Revisa y
corrige la secuencia.
Replica DNA.
DNA girasa
(topoisomerasa II)
Promueve el
superenrrollamiento.
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
superenrrollado.
Primasa
Hace cadenas pequeñas de
RNA usando DNA como
molde.
Mantiene
el
adecuado
enrollamiento.
nivel
de
Necesaria para que la
DNA polimerasa replique
la hebra “retrasada”.
GRACIAS!!
BIBLIOGRAFÍA.
Emma
Jones, Ania L. Manson. 2003. Lo esencial en
célula y genética. 2ª Edición.
Lodish.
Biología celular y Molecular. Editorial
PANAMERICANA .
José Luque Cabrera. Texto ilustrado de Biología
Molecular e Ingeniería Genética: conceptos, técnicas y
aplicaciones en ciencias de la salud. 2001. Editorial
ELSEVIER.
http://genemol.org/biomolespa/Enzimas/replication.html
http://images.google.com.mx