Metabolismo dna

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CAPÍTULO 25: METABOLISMO DEL DNA

La secuencia de nucleótidos del DNA codifica la estructura primaria de todos los RNA y proteínas celulares y a través de las enzimas influyen en la síntesis de los constituyentes celulares, determinando el tamaño, forma y función de los seres vivos. El metabolismo del DNA comprende el proceso por el cual se hace copias fieles de lamolécula del DNA (replicación), junto con los procesos que afectan a la estructura inherente a la información (reparación y recombinación). En la síntesis de DNA, los errores que no se corrigen, pueden tener consecuencias graves, tanto por el mal funcionamiento de un gen como la transmisión de forma hereditaria. Esto se evita por un complejo enzimático que asegura que la información sea trasmitida confidelidad y a una alta velocidad, a pesar que el DNA esta muy compactado y unido a otras proteínas. Muchos de los descubrimientos del DNA se realizaron en Escheichia coli (fig.25-1)

FIGURA 25-1 Mapa de un cromosoma de E.coli: Posiciones relativas de genes que codifican las más importantes proteínas para el metabolismo del DNA. Número de genes da cuenta de la complejidad. Los números 0 a 100 esuna medidad genética denominada minutos, correspondiente a 40.000 pares de bases. Nombres de tres letras de genes reflejan un aspecto común: mut(mutagénesis), dna(replicación del DNA), pol(DNA polimerasa), rpo(RNApolimerasa), uvr(resistencia a UV), rec(recombinación), dam(metilación de la adenina del DNA), lig(DNA ligasa), Ter(terminación), ori(origen de la replicación).

25.1 Replicacición DNAAntes que se conociese el DNA, se hablaba de una estructura molde, que alineaba las moléculas en un orden específico, las unía y creaba así una macromolécula. En 1940 se descubrió el DNA y fue Watson y Crick que descifraron su estructura molecular en base a los nucleótidos, definiendo como el DNA actuaba como molde de replicación e información genética, siendo cada cadena complementaria de laotra, siendo la cadena hermana predecible y complementaria (véase figuras 8-16, 8-17 ). Los mecanismos, propiedades y enzimas de replicación del DNA son casi idénticos entre los organismos

La replicación del DNA está gobernada por un conjunto de reglas fundamentales

- Es semiconservativa: la doble hélice formada contiene una hebra antigua y una hebra recién sintetizada, denominando esteproceso replicación semiconservativa. Esta hipótesis fue propuesta pro Watson y Crick en 1956, y fue confirmada en 1957 por los experimentos de Mattew Meselson y Franklin Stahl ( ver figura 25-2)

FIGURA 25-2 experimento de Meselson y Stahl: a) Se cultivaron células en un medio que contenía Nitrógeno pesado 15N, por lo que el N del DNA era de este tipo, se observa en la banda azul. b) Setransfirieron las células a un medio que contenía 14N, el DNA asilado de la 1º generación indicó que era híbrido (14N-15N). c) La 2º generación dio dos DNA híbridos y dos DNA rojos (banda roja).

- La replicación empieza en un punto de origen y normalmente avanza en forma bidireccional : John Cairos, autorradiografó el DNA de células de E.coli, a las cuales las había dejado en un medio que conteníatimidita marcada con tritio (H+3) , este experimento dio a entender que la replicación es coordinada, donde las cadenas parentales se desenrollan y replican simultáneamente (fig. 25-3a)

FIGURA 25-3 Visualización de la replicación bidireccional del DNA: la replicación de un DNA circular tiene forma de la letra griega teta θ. a) El marcado con H+3 muestra que ambas hebras se replican al mismotiempo (hebras rojas).

Las micrografías que se dieron gracias a la impresión del DNA, demostraron que el cromosoma intacto de la E. coli es de 1,7 mm. Por otra parte también se mostró que el DNA radiactivo en un proceso de replicación muestra un lazo extra (fig 25-3 a), que es el resultado de la formación de una cadena hija, complementaria a la parental. También denominó a uno o ambos...
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