Definción
El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica)
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
Replicación como proceso Semiconservativo
Cada hebra parental sirve como molde para la síntesis de una nueva hebra complementaria
Elementos necesarios para la replicación
Enzima Principal: DNA Polimerasa Desoxirribonucleósidos 5’-trifosfatos (dNTPs)
Proteínas adicionales:
Primasa Helicasa De unión al ADN de cadena sensilla (SSB) Topoisomerasas Girasa Ligasa
Secuencias de ADN para iniciar la replicación Proteínas que reconocen esa secuencia (ORC)
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
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’
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.
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.
Helicasa
Helicasa: Catalizan el desenrrollamiento de la doble cadena, rompiendo los puentes de hidrógeno, separa la doble cadena
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
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.
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
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
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
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
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.
ADN mitocondrial
Replicación igual a ADN procariota
variación cada 20,000 mil años
Información genética solo por línea materna
http://www.johnkyrk.com/DNAreplication.html
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