Replicacion de adn

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Tema 4
Replicación del DNA
Replicación semiconservativa Mecanismos moleculares de la replicación Replicación en eucariotas Recombinación del DNA

La doble hélice y la replicación del DNA
Una de las propiedades más importantes del material hereditario es su capacidad para replicarse de una forma precisa y poder ser transmitido a la descendencia.
“It has not escape to our notice that thespecific pairing we have postulated immediately suggest a possible copying mechanism for the genetic material”

La replicación del DNA es semiconservativa
Experimentos de Meselson y Stahl (1958)

✦ El DNA de las bacterias es marcado con 15N. ✦ Las bacterias son transferidas a un medio que contiene 14N. ✦ El DNA pesado puede ser separado del DNA ligero en un gradiente de CsCl

Lareplicación del DNA es semiconservativa
Experimentos de Meselson y Stahl (1958)

La replicación del DNA es SEMICONSERVATIVA

Enzimas implicadas en la replicación del DNA
En 1959 Arthur Kornberg recibió el Premio Nobel por el descubrimiento de los mecanismos implicados en la síntesis biológica de los ácidos nucleicos. El grupo de Kornberg aisló la enzima DNA polimerasa I (enzima de Kornberg) que escapaz de sintetizar in vitro moléculas de DNA. La reacción de síntesis de DNA requiere cuatro componentes:

‣ Los cuatro dNTPs (dATP, dTTP, dCTP y dGTP)
que son los precursores

‣ Un fragmento de DNA que actúa como molde ‣ DNA polimerasa 1 ‣ Iones Mg++ para una actividad enzimática
óptima

Enzimas implicadas en la replicación del DNA
La reacción de polimerización de la DNA polimerasatiene tres características: •La DNA polimerasa cataliza la formación de un enlace fosfodiéster entre el grupo 3’-OH de la desoxirribosa del último nucleótido y el 5’-fosfato del nucleótido precursor. •En cada etapa de polimerización la DNA polimerasa incorpora el nucleótido cuya base es complementaria con la cadena molde. • La dirección de síntesis de la nueva cadena es exclusivamente 5’ - 3’. Enzimas implicadas en la replicación del DNA

Enzimas implicadas en la replicación del DNA
Uno de los sistemas de replicación del DNA mejor conocidos es el de E. coli:
DNA polimerasa exonucleasa 3’-5’ exonucleasa 5’-3’

polimerasa 5’-3’

función replicación-corrección reparación replicación-síntesis reparación reparación

I II III IV V

sí sí sí sí sí

sí sí sí no no

sí no no nono

Podemos distinguir dos estapas fundamentales en el proceso de replicación: ❖ El inicio de la replicación: formación de la burbuja de replicación y ensamblaje del primosoma ❖ La elongación: ensamblaje del replisoma y polimerización

Enzimas implicadas en la replicación del DNA
Aparte de las DNA polimerasas hay una serie de enzimas que participan en la replicación del DNA:

Componenteproteína de iniciación DNA helicasa proteínas SSB DNA girasa DNA primasa DNA polimerasa III DNA polimerasa I DNA ligasa

Función
unión al origen de replicación y separación de hebras de DNA desenrolla el DNA en la horquilla de replicación unión al DNA de cadena simple relaja el DNA introduciendo cortes en el la doble hélice sintetiza cebadores de RNA sintetiza DNA (dnaE, N, Q, X, Z) eliminacebadores de RNA une los fragmentos de Okazaki

Inicio de la replicación del DNA
La replicación del DNA suele comenzar en un secuencia específica (origen de replicación). En E. coli se llama oriC (245 pb).

En primer lugar una girasa relaja el DNA superenrollado. A continuación un complejo de proteínas iniciadoras se unen al origen de replicación y enrollan el DNA a su alrededor.

Una DNAhelicasa (dnaB, C) se une al complejo de proteínas iniciadoras.

La DNA helicasa se intercala entre las dos cadenas del DNA y lo desnaturaliza usando como energía la hidrólisis de ATP. La región desnaturalizada se denomina burbuja de replicación.

La primasa se une a la helicasa para formar el primosoma. Se sintetiza una cadena de RNA que sirve como cebador inicial a la DNA polimerasa.

La...
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