DNA Replicacion

METABOLISMO DEL DNA

REPLICACIÓN DEL DNA

MUTACIONES
REPARACIÓN DEL DNA

RECOMBINACIÓN

1- Características del proceso
2- Mecanismo de reacción

REPLICACIÓN
DEL DNA

3- DNA polimerasas.
Fidelidad en la replicación
4- Etapas en el proceso de
replicación
5- Diferencias entre procariotas
y eucariotas

1-CARACTERÍSTICAS DEL PROCESO

REPLICACIÓN

A partir de una molécula de DNA se
sintetiza unanueva

Semiconservadora
Origenes de replicación
Simultánea
Secuencial
Bidireccional- horquillas
de replicación

Las dos hebras de DNA sirven
de molde. Cada DNA hijo está
formado
por
una
hebra
progenitora y otra hija (recién
sintetizada)

REPLICACIÓN

REPLICACIÓN
SEMICONSERVADORA
(Se conserva siempre la mitad
de la molécula original)

REPLICACIÓN

REPLICACIÓN

SÍNTESIS SIMULTÁNEA, SECUENCIAL YBIDIRECCIONAL

Origenes de replicación cada 30,000-300,000 nt)

Puntos de transición entre
doble hebra y hebra sencilla

2- MECANISMO DE REACCIÓN
* Dirección de la síntesis: la hebra crece por el
extremo 3´.
Dirección síntesis 5´Æ3´
* Requerimientos de la reacción de síntesis de DNA

Cebador: oligonucleótido RNA 3´-OH libre
(la replicación no es autoiniciadora)

Sustratos: dATP, dTTP, dGTP, dCTPCofactores: Mg2+
Molde o plantilla: complementariedad bases

COMPLEMENTARIEDAD DE BASES

Dos átomos electronegativos como el O y N comparten un átomo de hidrógeno
A=T y G =C

MECANISMO
DE REACCIÓN
Ataque nucleófilo del 3´-OH
al Pα. Enlace fosfodiéster.
Energía ruptura del enlace e
hidrolisis del PPi.

VIDEO mcb1201

Incoming deoxyribonucleoside
triphosphate

3- DNA polimerasa. Fidelidad en lareplicación
* DNA polimerasas en procariotas:
DNA polimerasa I
DNA polimerasa II
DNA polimerasa III

Las tres polimerasas tienen
ACTIVIDAD POLIMERASA Y
EXONUCLEASA 3´Æ5´
Corrige sus propios errores
Velocidad replicación=1000 nt/min (procesividad)

* DNA polimerasas en eucariotas:
DNA
DNA
DNA
DNA

polimerasa
polimerasa
polimerasa
polimerasa

α: polimerasa y primasa
δ y ε: polimerasa y exonucleasa
β:reparación del DNA
γ: síntesis DNA mitocondrial y
exonucleasa

FIDELIDAD DE LA REPLICACIÓN
- Cambios en la geometría de la héliceÆ2 Puentes de H entre G yT
- Forma tautomérica de C puede unirse a A

MECANISMOS DE CORRECCIÓN DE
ERRORES DE LA DNA POLIMERASA

Chequeo de la
geometría de las
parejas de bases

Cambio conformacional de la enzima

Actividad
exonucleasa
3´Æ5´

ACTIVIDAD
EXONUCLEASA
3´Æ5´REPLICATION STEP ERRORS PER NUCLEOTIDE POLYMERIZED

5´Æ3´ polymerization

1x105

3´Æ5´ exonucleolytic proofreading

1x102

Strand-directed mismatch repair

1x102

Total

1x109

4- ETAPAS EN EL PROCESO DE REPLICACIÓN

1- Iniciación
2- Elongación
3- Terminación
1- INICIACIÓN
- Complejo de iniciación
- Conexión entre iniciación y elongación: proteínas
necesarias:
a) Helicasas
b) Proteínas de unión ahebra simple de DNA (SSB en
procariotas y RPA en eucariotas)
c) Topoisomerasas
d) Primasa (primasa en procariotas y DNA polα/primasa
en eucariotas)

INICIACIÓN
REPLICÓN
1- Accesibilidad de bp
2- Desenrollamiento debe continuar
avanzando
3- Recuperar el enrollamiento

(Crean una tensión superhelicoidal negativa)

(Hidrolisis de ATP)

(Evitan el apareamiento de las hebras)

Topoisomerasas (apariciónde
superenrrollamientos +, aliviar esa tensión de
torsión se requiere un mecanismo giratorio)

Cada horquilla se mueve 50nt/sg

DNA helicase
binds

MECANISMO DE
ACCIÓN DE LA
HELICASA

(se mueven 1000 nt/sg)

ESTRUCTURA DE LA HELICASA

6 unidades idénticas que se unen a ATP

MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS PROTEÍNAS
SSBs (single strain DNA binding)
Estabilizando la conformación de las hebrassencillas

Cada molécula de proteína de une
preferentemente a otra molécula que ya
se ha unido previamente, por lo que sobre
la cadena sencilla de DNA se forman
largas hileras de estas proteínas. Esta
unión
cooperativa
provoca
un
estiramiento de la cadena de DNA,
facilitando la replicación

Cooperative protein binding straightens region of chain

ESTRUCTURA DE LA PROTEÍNA SSB

Single strand binding...