LA  DUPLICACIÓ  DEL  DNA  i LA    BIOSÍNTESI  DE PROTEÏNES

La  duplicació  del DNAi  la  biosíntesi  de  les proteïnes

●

●

●

●

La  duplicació  del  DNA.  Investigacions    i propietats.Mecanismes  de  la  duplicació.    La  transcripció  del DNA.La  traducció  o  biosíntesi  de proteïnes

El  mecanisme  de  duplicació  del DNA.

En bacteris

●

●

Un  senyal  d’iniciació:  (ORI,  Origen  Replicació)    seqüència  específica  de  nucleòtids d’ADN.Enzims  que  hi participen:–

–

–

–

–

–

Helicasa    Topoisomerasa (Girasa)DNA  polimerasa  III  (pol  δ)    DNA  polimerasa  I  (pol  α)    Primasa (RNApolimerasa)    DNA ligasa

● Proteïnes  d’unió  estabilitzadores (SSB).

1-­ L'helicasa    desenrotlla  la  doble    hèlix parental

2-­ Les  proteïnes    estabilitzadores (SSB)mantenen  les    cadenescomplementaries    separades

3-­ El  filament  conductor  es    sintetitza  de  forma  continua  en    direcció  5'→3'  mitjançant  la    DNA  pol III

4-­ La  primasa    comença  la  síntesi del“primer”  de  RNA (per    al  5è  fragment    d'Okazaki)

5-­ La  DNA  pol  III  està  completant  la  síntesi  del  4r    fragment  d'Okazaki.  Quan  assoleixi  el  “primer”  de    RNA  del  3er  fragment  se  separarà,  es  dirigirà  cap    a  la  forqueta  de  replicació  i  afegirà  nucleòtids  a    l'extrem  3'  del  “primer”  del  5è fragment.

6-­ La  DNA  pol  I  elimina  el  “primer”  de    l'extrem  5'  del  2n  fragment  i  el reemplaçaamb  nucleòtids  que  va  afegint  d'un  en  un  a    l'extrem  3'  del  3er fragment.

7-­ La  DNA  ligasa  uneix    l'extrem  3'  del 2nfragment  a  l'extrem  5'  del    1er fragment.

● les bases nitrogenades

● DNA provocades pel

Helicasa: trenca ponts d’hidrogen entre    complementàries  separant  filaments patrons.

Topoisomerasa: elimina tensions fibres    superenrotllament.

● SSB: estabilitzen i mantenen separació de les dues fibres DNAoriginals.Formació forqueta de replicació en cada banda (bombolla o ullde replicació).

●

●

Primasa: síntesi del “primer” de RNA.DNA polimerasa III (pol δ): a partir del “primer”, síntesi DNA en direcció 5’→ 3’ a partir dels nucleòtids trifosfat (dos grups fosfat generen energia peral procés) de manera continua en el filament conductor. En el filamentretardat, formació dels fragments d’Okazaki. El creixement seràdiscontinu.

●

●

DNA  polimerasa  I  (α):  elimina  els  primers  de  RNA  i  omple  els  buits  amb    nucleòtids  de DNA.

Ligasa:  empalma  o  uneix  els  diferents  fragments  de DNA.

Animacions  replicació DNA● DNAreplication

● DNA  replication 2

● How  nucleotides  are  added  in  DNA replication

El  mecanisme  de  duplicació  del DNA.

En eucariotes

Tot i que el procés de la replicació és méscomplicat que en bacteris, els principis

●

generals  són  els mateixos.● En eucariotes participenpolimerases diferents

al menys 11 DNA    i els fragments(d'uns 100 o 200d’Okazaki són més petits    

nucleòtids)

● Com  el  DNA  eucariota  es  troba  força  associat    a  histones,  durant  la replicació:– Les histones originals es queden en elfilament de DNA que fa de motlle al filamentconductor, i tots dos s'enrotllen sobreaquestes.

– El filament de DNA que fa de motlle delfilament retardat i el retardat es cargolensobre histones noves.

● Com  l’ADN  eucariota  es  molt  més  gran  que  el    bacterià  i  està  associat  a histones:– Procés  molt  més lent– Replicació multifocal

En  eucariotes  la  replicació  del  DNA  comença  en  molts punts,Les  cadenes  parentals  s'obren  i  formen  les  bombolles  de  replicació.    Aquestes  s'estenen  lateralment  a  mesura  que  progressa  la  replicació  en    dos direccions.Les  bombolles  acaben  fusionant-­se  i  es  completa  la replicació.

Dos  molècules  filles  de DNA

Cadena  parental  (motlle)    

Cadena  filla (nova) 0.25 µm

Forqueta  de replicació

Origen  de replicació

Bombolla  de replicació

En  aquesta  microfotografia  s'observen    Tres  bombolles  de replicacióen  cèl·lula  de  hàmster. (TEM).

Un altre problema que sorgeix en les cèl·luleseucariotes pel fet que el DNA és lineal és que noés poden completar els extrems 5' de lesnoves cadenes de DNA en formació.

La raó és que un cop eliminats els encebadors,aquests no poden ser reemplaçats per DNA nou,ja que no existeix extrem 3' on pugui actuar laDNApolimerasa.

● Un  cop  acabada  la  síntesi  de  les  noves  cadenes  què  passa    amb  els  extrems  del  filament  retardat  quan  arriba  al  final  ?

Molècula filla

Molècula filla

● Un  cop  acabada  la  síntesi  de  les  noves  cadenes  què  passa    amb  els  extrems  del  filament  retardat  quan  arriba  al  final ?

● Un  cop  acabada  la  síntesi  de  les  noves  cadenes  què  passa    amb  els  extrems  del  filament  retardat  quan  arriba  al  final ?

●

●

Les molècules de DNA eucariotes tenen seqüènciesnucleotídiques,extrems.

anomenades telòmers, en els seus

Els telòmers no contenen gens, es componen deseqüències curtes repetitives de nucleòtids (en humans

●

●

●

TTAGGG). El nombre de repeticions pot variar entre 100 i1000.Els telòmers no eviten l'escurçament de les molècules fillesen cada cicle de replicació del DNA, sols posposen l'erosiódels gens propers als extrems de les molècules de DNA.Cada cop que el DNA es replica els telòmers es fan méscurts.Es creu que els telòmers estan relacionats amb el procésd'envelliment i mort cel·lular.