Mutación y reparación

TEMA 3: REPLICACIÓN DEL DNA (II) EUCARIOTAS

De manera similar a los procariontes la replicación eucariótica es semiconservativa,
bidireccional, semidiscontinua y tiene el mismo mecanismo general. Las diferencias
fundamentales de la replicación en eucariontes con respecto a la replicación de procarióticos
radican en que:
1) La velocidad de elongación es mucho menor: E. coli: 1000 nt/seg,levaduras: 60
nt/seg, ratón: 30 nt/seg y sin embargo los DNAs son mucho más grandes: E. coli 4.6·103
kb y en el humano ~1.5·105 Kb, los DNAs eucarióticos tardarían mucho en replicarse, lo
que ocurre es que:
2) Existen múltiples orígenes de replicación (en E. coli sólo había uno).
3) No existen rondas de replicación solapadas. En E. coli había rondas de replicación
solapadas que generabantiempos de generación cortos. Esto es algo inadmisible en
eucariotas: la división celular se da una vez se ha replicado el DNA, dicha replicación
solo ocurre en una fase concreta del ciclo celular: la fase S.
4) Los fragmentos de Okazaki son más cortos.
5) El control es más complejo.

Control de la replicación. Orígenes de replicación.

M: Mitosis y división celular
G1: etapa más larga.Crecimiento de la célula.
Salida a G0.
S: Síntesis DNA. Se inicia la replicación en múltiples
sitios distribuidos a lo largo de los cromosomas. A
estos orígenes de replicación se les denomina
replicadores, los cuales en humanos son largos y
miden entre 500-50.000 pb. A las unidades de
replicación que funcionan de forma simultánea se
les denomina replicones.
G2: preparación para divisióncelular.

Modelo de iniciación de la replicación del DNA
1) ORC (Complejo de Reconocimiento del Origen) se encuentra unido a los replicadores
durante todo el ciclo celular.
2) El complejo de pre-replicación (pre-RC) se ensambla mediante la unión secuencial de
Cdc6p y MCM al final de la fase G1 cuando es activada la replicación.
3) Una vez iniciada, el complejo pasa de nuevo a un estado post-RCinactivo.

- Para su estudio se han utilizado modelos virales como SV40.
 En eucariotas hay un mayor número de DNA pol. que intervienen en diferentes procesos:

El papel de la DNA pol. α es iniciar y el de la DNA pol. δ elongar ambas cadenas. De esta forma
la misma secuencia básica de eventos ocurre durante la iniciación de ambas la cadena guía y
los fragmentos de Okazaki de la seguidora.Aunque no se sabe con certeza si el mismo

complejo Pol α /primasa que inicia la cadena guía se usa para la seguidora, pero se puede
especular con el siguiente modelo: La horquilla de replicación contiene 1 complejo de Pol a
/primasa y 2 complejos Pol δ. Estos dos últimos actúa de la misma forma que la pol III en el
replisoma de E. coli. La procesatividad de Pol δ es mantenida por PCNA, cuyaestructura
cristalina se parece a la subunidad β de E. Coli y presenta tramos de aminoácidos conservados,
a pesar de que están separadas por billones de años en la evolución. No obstante son
diferentes en secuencia y organización subunitaria (trímero). La Pol δ llena el espacio entre los
fragmentos de Okazaki después que la exonucleasa MF1 ha eliminado el RNA. La DNA ligasa I
se requiere deforma específica para sellar las mellas entre los fragmentos de Okazaki una vez
terminados. La siguiente tabla muestra que se requieren funciones similares en las horquillas
de replicación de E. coli y células de mamíferos:

Modelo de replicación en eucariotas
A) Cambio de DNA pol. δ por α:

B) Eliminación de los primers en frag. Okazaki

Replicación de DNAs lineales: El problema quesurge consiste en cómo eliminar el RNA
iniciador del extremo.
- En DNAs circulares lo elimina la actividad exonucleasa 5’a 3’ de la DNA polimerasa I y lo
rellena su actividad DNA polimerasa 5’a 3’.
- En DNAs lineales también se elimina, generando un problema en los extremos de la molécula
de la hebra retrasada ya que no hay un grupo 3’ –OH que pueda utilizar la DNA polimerasa
para la...