mecanismos de replicación en procariotas

7. MECANISMOS DE REPLICACION
EN PROCARIONTES

Verónica González Núñez
Universidad de Salamanca

ESQUEMA. Mecanismos de replicación en procariontes
1. El bacteriófago M13
- Paradigma de la replicación de la cadena conductora
2. El bacteriófago ΦX174
- Biosíntesis de la cadena (-)
Paradigma de la replicación de la cadena retrasada
- Biosíntesis de la cadena (+)
Paradigma de lareplicación de la cadena conductora
3. Replicación del DNA en E. coli
- Mecanismo de la biosíntesis del DNA
- Iniciación de la replicación
- Control de la iniciación de la replicación
- Terminación
- Fidelidad en la replicación del DNA

El bateriófago M13. Paradigma de la replicación de la cadena conductora
ssDNA: cadena (+). Al infectar E. coli, se sintetiza la cadena (-)
Obtención de undsDNA a partir de un solo cebador

Mecanismo
1.Unión de las SSBs al ssDNA, excepto por un fragmento palindrómico
que forma una horquilla
2. RNA-polimerasa: síntesis de un cebador de 20-30 nucleótidos antes de
la horquilla: dsDNA-RNA
3. El dsDNA de la horquilla

ssDNA + SSBs

4. DNA-polimerasa III: síntesis de la cadena (-)
5. DNA-polimerasa I: elimina el cebador de RNA y rellena el hueco(“nick translation”)
6. La DNA ligasa une los diversos fragmentos
7. Formación de dsDNA superenrollado por la DNA girasa

El bacteriófago ΦX174. Biosíntesis de la cadena (-)
Paradigma de la replicación de la cadena retrasada (I)
ssDNA (cadena +)

Síntesis de la cadena (-)

Obtención de un dsDNA a partir de varios cebadores
Mecanismo
1. Unión de las SSBs al ssDNA, excepto a PAS –(Primosome Assembly Site)
2. PriA, PriB y PriC reconocen PAS
3. Unión de DnaB (x6) y DnaC (x6) [+ DnaT (ATP)] & separación de la
proteína DnaC

Formación del Preprimosoma

4. Unión de la primasa

Formación del Primosoma

5. El primosoma avanza en sentido 5’ 3’ sobre la cadena (+) separando las
SSBs del DNA
Hidrólisis de ATP por PriA y DnaB

El bacteriófago ΦX174. Biosíntesis de lacadena (-)
Paradigma de la replicación de la cadena retrasada (II)
6. Síntesis aleatoria de cebadores por la primasa
Cambio de orientación de la primasa
Participación de las proteínas DnaB + hidrólisis de ATP
7. DNA-polimerasa III: síntesis de la cadena (-)
extensión de los fragmentos de Okazaki
8. DNA-polimerasa I: elimina los cebadores
rellena los huecos
Mecanismo de “desplazamiento demella”
9. La DNA ligasa une los diversos fragmentos
10. Formación de dsDNA superenrollado por la DNA girasa
El primosoma permanece unido al DNA para sintetizar la cadena (+)

El bacteriófago ΦX174. Biosíntesis de la cadena (+)
Paradigma de la replicación de la cadena conductora
Modelo del círculo rodante ó replicación en σ
1. Unión de la proteína del gen A del fago y rotura de un enlacefosfodiéster
Unión covalente Tyr-DNA
2. Unión de la proteína Rep a la cadena (-)
Acción conjunta con el primosoma para desenrollar el dsDNA en 5’ de la
cadena (+)
3. Unión de SSBs a la cadena (+) en forma de ssDNA
4. DNA-polimerasa III: extensión de la cadena (+) a partir del 3’ –OH libre
Extremo 5’ de la cadena (+) esta unido a la proteína del gen A
círculo rodante (rolling circle)
5. Replicaciónde la cadena (+) finalizada: la proteína del gen A corta la
cadena antigua y une los dos extremos
6. Repetición del proceso, generando múltiples copias de la cadena (+)
Cada cadena (+) dirige la síntesis de su propia cadena (-)

LA REPLICACION DEL DNA EN en E. coli (I)
1. DnaB ó helicasa
Desenrolla el dsDNA (sobre la cadena rezagada)
Hidrólisis de ATP
2. Las SSBs se unen al ssDNA
3. Laprimasa: síntesis de los cebadores de RNA
4. El holoenzima DNA-polimerasa III
Sintetiza la cadena conductora a partir del cebador de RNA (5’ 3’)
Subunidad β = “clamp” + complejo γ = “clamp loader”
aumentan la procesividad de la DNA polimerasa III
5. La DNA girasa introduce superenrollamientos negativos

La replicación del DNA en E. coli (II)
6. DNA-polimerasa III
Síntesis continua...