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Dra Carmen Aída Martínez
DUPLICACION DEL ADN
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Definción
El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica)
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Replicación
La reproducción requiere la transmisión fiel de la información genética de padres a hijos
Esto hace necesario una replicación exacta del ADN genómico completo
Se necesita una compleja maquinaria para copiar las grandes moléculas de ADN que forman los cromosomas en procariotas y eucariotas
Los virus utilizan esta maquinaria para replicar su ADN, alterando al ADN de la célula que infectó
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Replicación como proceso Semiconservativo
Cada hebra parental sirve como molde para la síntesis de una nueva hebra complementaria
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Elementos necesarios para la replicación
Enzima Principal: DNA Polimerasa Desoxirribonucleósidos 5’-trifosfatos (dNTPs)
Proteínas adicionales:
Primasa Helicasa Proteínas de unión al ADN de cadena sensilla (SSB) Topoisomerasas Girasa Ligasa
Secuencias de ADN para iniciar la replicación Proteínas que reconocen esa secuencia (ORC)
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ADN polimerasas Enzimas con la capacidad de copiar exactamente una hebra
molde de ADN Alfa (a) : participa conjuntamente con la Primasa en la
síntesis de los fragmentos de okazaki
Delta (d) : ensambla la hebra líder y la rezagada
Gamma (g) : síntesis del ADN mitocondrial
Epsilon (e): reparación del ADN
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Características de las ADN polimerasas
Todas las ADN polimerasas sintetizan ADN solo en dirección 5’ - 3’ añadiendo a la cadena en crecimiento un dNTP al grupo OH del extremo 3’
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Características de las ADN polimerasas
No son capaces de iniciar la síntesis del ADN de novo sino que necesitan de un cebador o iniciador preformado, llamado primer.
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Topoisomerasa
Topoisomerasas: catalizan la rotura reversible y la unión de las hebras de ADN, ruptura de puentes fosfodiester.
Topoisomerasa I: reduce el número de enrollamientos negativos.
Topoisomerasa II: ( DNA girasa) corta las dos cadenas y luego lo pasa por el lazo que ha formado.
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Helicasa
Helicasa: Catalizan el desenrrollamiento de la doble cadena, rompiendo los puentes de hidrógeno, separa la doble cadena
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Enzimas que participan en la duplicación del ADN
Primasa: coloca fragmentos cortos de ARN en los fragmentos de Okasaki de la hebra rezagada
Ligasa: se encarga de unir los fragmentos de Okasaki
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Proteinas SSB HELICASA
Proteínas de unión al ADN de cadena sencilla: se unen al ADN de cadena sencilla manteniendo extendidas las cadenas y evitando que vuelvan a formarse los puentes de hidrogeno.
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Pasos en la replicación
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1. El ADN es desenrollado por las
topoisomerasas
Topoisomerasa
2. Se separan las 2 cadenas por medio de la
helicasa
3. Se unen a cada cadena simple las
proteínas SSB que estabilizan las cadenas y
evitan el enrollamiento
REPLICACION DEL ADN
5. La polimerasa alfa y delta coloca los
nucléotidos complementarios en dirección
5’ - 3’ en ambas cadenas
4. La primasa sintetiza un cebador de ARN
o primer en las dos cadenas
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Horquilla de replicación
Solamente una hebra del ADN se sintetiza de manera contínua (hebra adelantada o conductora)
La otra hebra se forma a partir de pequeñas piezas discontinuas de ADN que se
sintetizan al revés con respecto al movimiento de la horquilla de replicación (hebra rezagada o tardía)
A estas piezas se les conoce como: Fragmentos de Okasaki
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Fragmentos de Okasaki
La enzima primasa sintetiza segmentos de ARN 83-10 nucleótidos, llamados iniciadores, cebadores o “primers” (en eucariotas actúan la primasa y la ADN polimerasa a)
Estos iniciadores se extienden con la ADN polimerasa (III en procariotas y ADN polimerasa d en eucariotas)
Los iniciadores de ARN deben eliminarse y ser reemplazados por ADN
en E. coli actúa una ARNasa H y la ADN polimerasa I
En eucariotas actúan otras exonucleasas y la ADN polimerasa d
Los fragmentos de Okasaki son unidos por ligasas
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Origen de fragmentos de Okasaki
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Eliminación de iniciadores
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REPLICACIÓN DEL ADN VIRAL
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Virus ARN
Poseen una transcriptasa inversa
Sintetiza una hebra de ADN a partir del ARN
Luego, a partir de este ADN fabrica más copias de
ARN
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REPLICACIÓN DEL ADN BACTERIANO
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Enzimas que participan en la duplicación del ADN en células procariotas
Topoisomerasas: desenrollan y enrollan el ADN
Helicasa: rompe los puentes de hidrógeno, separa la doble cadena
Polimerasa III: coloca los nucleótidos de ADN, reconocimiento y corrección de ensamblaje.
Primasa: coloca fragmentos cortos de ARN en los fragmentos de Okasaki de la hebra rezagada
Ligasa: se encarga de unir los fragmentos de Okasaki
Polimerasa I: función exonucleasa, retira los fragmentos cortos de ARN y los reemplaza por ADN
Polimerasa II: rellena brechas y facilita la síntesis de DNA dirigida por plantillas dañadas.
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ADN Bacteriano
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REPLICACIÓN DEL ADN MITOCONDRIAL
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ADN mitocondrial
Replicación igual a ADN procariota
variación cada 20,000 mil años
Información genética solo por línea materna