Proteinas En La Replicacion Del Dna

6. PROTEINAS RESPONSABLES DE
LA REPLICACION DEL DNA

Verónica González Núñez
Universidad de Salamanca

ESQUEMA. Proteínas responsables de la replicación del DNA
1. Proteínas implicadas en la replicación del DNA
2. DNA-polimerasa I
- Características de la DNA Polimerasa I
- Estructura del fragmento Klenow
- Funciones in vivo de la DNA polimerasa I
3. DNA-polimerasa III
-Estructura del holoenzima Pol III
- Propiedades catalíticas del núcleo de la Pol III
4. Otras proteínas
- Helicasas
- Proteínas de unión al ssDNA
- Ligasas

PROTEINAS IMPLICADAS EN LA REPLICACION DEL DNA (I)
DNA girasa (Topoisomerasa II)
Introduce superenrollamientos negativos y mantiene el DNA en su
conformación topológica correcta. Elimina tensiones
Helicasa (Dna B)
Rompe puentes dehidrógeno, separando las dos cadenas de DNA
Proteínas de unión al ssDNA (SSBs)
Evitan la resociación de las dos cadenas de ssDNA y la formación de dsDNA
Estabilizan el DNA monocatenario
RNA primasa (Dna G) / RNA polimerasa
Síntesis de los cebadores de RNA
Ligasa
Enzima que une los diversos fragmentos de Okazaki entre sí

Proteínas implicadas en la replicación del DNA (II)DNA polimerasas
Polimerización de dNTPs para formar una nueva cadena de DNA
Autocorrección de errores
Funciones conservadas en todos los organismos
Alta divergencia en las secuencias proteicas
DNA polimerasa I actividad exonucleasa 5’ 3’ que elimina los cebadores de RNA
DNA polimerasa III: verdera replicasa (holoenzima DNA Pol III)

DNA‐polimerasa I
DNA‐polimerasa DNA‐dependienteDescubierta por Kornberg (1957): cataliza la síntesis de DNA en extractos de E. coli
Necesita: dNTPs: dATP, dTTP, dGTP, dCTP
DNA molde
Cebador
Mg2+ como cofactor

CARACTERISTICAS DE LA DNA POLIMERASA I (I)
- Polipéptido de 928 αα
- Cataliza el ataque nucleofílico del 3’ –OH sobre el grupo α fosforilo del dNTP
(DNA)n + dNTP

(DNA)n+1 + PPi

- La reacción está favorecida por la hidrólisis delpirofosfato (PPi

2Pi)

- Incorporación de los nucleótidos cuya base es complementaria a la del molde
La timina puede ser sustituida por 5-BrdU y la guanina por hipoxantina
- Procesividad moderada
Incorporación de 20 dNTPs sin despegarse del molde
- Baja velocidad: 16-20 dNTPs / segundo
- Baja tasa de error

Características de la DNA polimerasa I (II)

3 sitios activos diferentesen el mismo polipéptido
Polimerasa
Fragmento Klenow (αα 324-928)
Exonucleasa 3’ 5’
Exonucleasa 5’ 3’ (αα 1-323)

Actividad polimerasa
Función: Cataliza la formación de los nuevos enlaces fosfodiéster
(DNA)n + dNTP

(DNA)n+1 + PPi

Fragmento
pequeño
N‐t 5’
1

Fragmento grande
o fragmento Klenow

3’ EXO 3’
324 342

5’ EXO

Polimerasa

C‐ t
928

Características dela DNA polimerasa I (III)
Actividad Exonucleasa 3’ 5’
Función: Actividad correctora de errores (proofreading)
- hidrólisis de un nucleótido desapareado en 3’ -OH

se libera un dNMP

- la actividad polimerasa se bloquea hasta que se elimina el nucleótido erróneo

Actividad Exonucleasa 5’ 3’
Funciones:
Eliminación de los cebadores de RNA
Reparación del DNA
1. Unión a dsDNA enpuntos de rotura (nicks)
2. Escisión de unos 10 nucleótidos, como mononucleótidos o como
oligonucleótidos
3. El nucleótido 5’ puede estar fosforilado ó no, con base apareada ó no

Estructura del fragmento Klenow de la DNA polimerasa I (I)
Determinación de la estructura por rayos X

dedos

Parecida a una mano, con palma, dedos
y pulgar, asiendo un cilindro (=B-DNA)

pulgar

2Dominios
Dominio mayor - polimerasa (P)
- en el “pulgar”
- hendidura profunda con αα Q+
unión del dsDNA
centro catalítico (P) y de unión a ssDNA
Dominio menor - exonucleasa 3’ 5’ (E)

palma

- en la “palma”
- lejos de (P)
- disminuye x1000 la tasa de error
(de 10-6 hasta 10-9)

Fuente de la imagen: RCSB PDB. N. acceso: 1KFD

Mecanismo de reacción de la DNA polimerasa I...