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Replicación de ADN

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by

Josué Sánchez

on 31 March 2014

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Transcript of Replicación de ADN

Replicación de ADN
Watson y Crick 1953
Unión entre hélices
Las dos cadenas de la doble hélice se mantienen juntas por medio de puentes de hidrógeno entre las bases.
De manera individual, tales puentes son débiles y pueden romperse con fácilidad.
Propuesta de Watson y Crick
Supusieron que la replicación ocurría por separación gradual de las cadenas de la doble hélice
Algo parecido a una cremallera

Esto resulto que ambas cadenas son complementaria y si se separan pueden dirigir una sintesis individual o complementaria
Replicación semiconservadora
Cada uno de los dúplex hijos debía consistir en una cadaena completa heredada del dúplex parental y una cadena completa sintetizada de nueva cuenta.
Teoría conservadora
Las dos cadenas originales debían permanecer juntas, así como también la dos cadenas sintetizadas de nuevo.
Replicación dispersiva
Las cadenas parentales deben cortarse en fragmentos y las nuevas cadenas sintetizarse en segmentos cortos.
Estos fragmentos deben unirse para formar cadenas completas.
¿Quién lo demostró?
Matthew Meselson y Franklin Stahl
Material:
Isótopos de nitrógeno pesado (15N)
Isótopos de nitrógeno ligero (14N)
Bacterias
Pero... esto ya se sabia
Hacia 1960 ya se había demostrado que la duplicación ocurre de manera semiconservadora también en eucariotas.
J. Herbert Taylor
¿Cómo le hizo?
Gracias a células de mamíferos cultivadas realizaran replicación en presencia de bromodesoxiuridina (BrdU)
Un compuesto que se incorpora en el ADN en lugar de timina.
Replicación en células bacterianas
Gracias a cosas como estas se pudo saber algo sobre la replicación bacteriana
Disponibilidad de mutantes
Desarrollo de sistemas
in vitro
Estos no podian sintetizar una y otra proteína requerida para el proceso de replicación
En los cuales la replicación se puede estudiar mediante componentes celulares purificados.
Horquillas de replicación y replicación bidireccional
Comienza en un sitio denominado: ORIGEN
Iniciado el proceso, la replicación se aleja del origen en ambas direcciones, es igual, en forma bidireccional
Horquillas de replicación
Replication forks
Justo donde el par de segmentos replicados se unen con los segmentos no replicados
Las dos horquillas de replicación se mueven en direcciones opuestas hasta que llegan a un punto a través del círculo desde el origen, donde la replicación concluye.
Desenrrollamiento de dúplex y separación de las cadenas
La separación de las cadenas de la doble hélice sufre un proceso de
desenrrollamiento
de la estructura
Se menciono que las células contienen enzimas, llamadas topoisomerasas, capaces de cambiar el estado de superenrrollamiento de ADN
Propiedades de las DNA polimerasas
Son enzimas que sintetizan nuevas cadenas de DNA.
Arthur Kornberg
¿Qué descubrió?
Observo que la reacción requería los 4 trifosfatos de desoxirribonucleósido (dTTP, dATP, dCTP y dGTP)
Despues de varias replicaciones vio que tenía la misma composición de bases que el DNA original no marcado, y esto llevo a la conslusión que la cadena de DNA sirve como "plantilla"
Ya después
Sólo puede agregar nucleótidos en el extremo hidroxilo (OH) 3´ de una cadena preexistente
La cadena que provee en OH 3´ terminal se denomina "iniciador"
Necesitan dos requerimientos
Una cadena de DNA plantilla para copiar
Una cadena en la cual puedan agregarse los nucleótidos
A esto le llamo Polimerasa 1
Esta solo sintetizaba de 5´ a 3´
En un E. Coli mutante se observo la polimerasa 3
Consideremos que esto solo ocurre con la cadena que va de 5´--> 3´
Porque simplemente no se puede sintetizar cadenas de DNA en dirección inversa
Replicación semidescontinua
Se puede dividir las dos cadenas en:
una cadena adelantada (sintetizada de modo continuo)
Una cadena retrasada (cada fragmento debe esperar a que las cadenas progenitoras se separen y expongan un fragmento)
Pero es mejor llamarlas,
cadena continua
cadena descontinua
Reiji Okasaki
Descubrió que una cadena se sintetiza primero con un pequeño fragmento.
Sus experimentos dieron como resultado que una porción de DNA se contruyó en pequeños fragmentos y se les denomino:
Fragmentos de Okasaki
Enzima que une los fragmentos de Okasaki en una cadena continua
DNA ligasa
Esta enzima coloca un fragmento de RNA m que sirve como inciador.o primer
Primasa
Por último
LA polimerasa llena el espacio entre el primer, quita el primer y después se liga por la DNA ligasa
Tienen dos caracteristicas:
1) tienen que permanecer vinculadas con la platilla sobre largos tramos para sintetizxar una cadena complementaria contínua
2) No se pueden fijar con tanta fuerza que les impida desplazarse de un nucleótido al siguiente
Estructura y funciones de las DNA polimerasas
Pinza beta (abrazadera)
Tienen forma de dona y esta rodea a la polimerasa 3
Esta pinza ayuda a deslizarse de un nucleótido a otro
La polimerasa 1 se mantiene unida a una pinza B pero la polimerasa en la cadena retrasada, completa la síntesis de un fragmento de Okasaki, se desengancha de la pinza B y otra vez se une a una pinza B esta se ubica en la unión entre el iniciador (primer) de RNA
En conjunto la polimerasa y la pinza B
Actividades de la exonucleasa de DNA polimerasas
Tienen cierta actividad de degradar polímeros de DNA al eliminar nucleótidos del extremo de la molécula
La ADN polimerasa 1 tienen ambas actividades de exonucleasa, 3´-> 5´ y 5´ -> 3´, además de su actividad de polimerización.
Aseguramiento de la alta fidelidad durante la replicación del DNA
La supervivencia de un organismo depende de la duplicación precisa de su genoma.
Si existe un error en el RNAm no pasa nada... Pero en la replicación de DNA crea una mutación permanente
En ocasiones la polimerasa incorpora un nucleótido incorrecto, lo que se traduce como un apareamiento diferente
La fidelidad de la replicación se basa en este ciclo
Reparación del apareamiento erróneo después de la replicación
Fidelidad
Lectura y corrección inmediata
Selección precisa de los nucleótidos
GRACIAS TOTALES
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