apuntes bachillerato biologia duplicacion adn

7/25/2019 Apuntes Bachillerato Biologia Duplicacion Adn

1/3

Tema 8 : La duplicacin del ADN

1

LA DUPLICACIN DEL ADN

1. LA DUPLICACIN DEL ADN. NECESIDAD Y EXPLICACIN1. Necesidad de la duplicacin del ADNEs necesario hacer copias de ADN para originar nuevos individuos.

2. Primeras hiptesis sobre la duplicacin del ADN Hiptesis semiconservativa: propuesta por Watson y Crick, sostiene que en las dos mol-

culas de ADN obtenidas a partir de la antigua, hay una hebra nueva y otra antigua.

Hiptesis conservativa: tras la duplicacin quedaran, por un lado, las dos hebras antiguasjuntas, y por el otro, las dos nuevas.

Hiptesis dispersiva : las nuevas molculas estaran compuestas por fragmentos de ADNnuevo y fragmentos de ADN antiguo.

3. Experimento de Melselson y StahlDemostr que la hiptesis cierta era la semiconservativa. Ver libro p. 114.

2. EL SENTIDO DEL CRECIMIENTO DE LAS NUEVAS HEBRAS1. La sntesis de ADN in vitroLa enzima ADN-polimerasaes capaz de sintetizar ADN in vitro. Para ello, necesita la presen-cia de desoxirribonucletidos-5-trifosfatos, de iones magnesio, y de un ADN en el que una de

las hebras acta como hebra patrn, y un extremo de la otra, que se ha retirado en parte,

como cebador.La ADN-polimerasa est constituida por unos 1000 aminocidos. Permite la sntesis in vitrode

ADN a partir de ADN natural. Es incapaz de iniciar una cadena de novo. Su papel se limita a

aadir nucletidos al extremo 3 de una cadena preexistente ; es incapaz de aadirlos al ex-

tremo 5. Por lo tanto, el ADN cebador slo puede crecer en sentido 3 5. La nueva hebra

sintetizada es antiparalela y complementaria.

2. El problema de la direccin en la duplicacin del ADN in vivoCairns realiz un experimento para observar al duplicacin de ADN in vivo. Consisti en man-

tener bacterias en un medio con timina marcada con tritio (H3

). Cada 2-3 minutos se fotogra-fiaba el proceso de duplicacin del ADN en esas bacterias. As se obtuvo el proceso completo

a la media hora.

- Las imgenes iniciales tenan forma de V (horquillasde replicacin), las posteriores de me-dias lunas (burbujasde replicacin) y las finales de crculos aplastados (ADN bacteriano).Este experimento volvi a confirmar al hiptesis semiconservativa y descubri la existencia

de un punto concreto como origen de la replicacin del ADN bacteriano. Errneamente se de-

dujo que la replicacin era unidireccional, cuando se ha comprobado que es bidireccional.Este hecho plante dos dilemas : el primero, cmo la ADN-polimerasa poda sintetizar sin ne-

cesidad de cebador ; y el segundo, cmo las dos nuevas hebras de la horquilla crecan en para-

lelo : una de las dos deba hacerlo en sentido 3 5, lo cual era imposible para la ADN-polimerasa.

La solucin al problema la dio el descubrimiento de los fragmentos de Okazaki, constituidos


2/3


2

por unos 50 nucletidos de ARN y unos 1000 o 2000 de ADN. Son sintetizados por la ARN-

polimerasa (tomando como molde el ADN), que no precisa cebador para empezar, y luego por

la ADN-polimerasa. Luego, in moverse, tras perder su porcin de ARN, pueden ser fusionados

entre s, pudiendo dar la sensacin de que la nueva hebra crece en sentido 3 5.

3. MECANISMO DE LA DUPLICACIN DEL ADN En bacterias1. Existe una secuencia de nucletidos en el ADN llamada origen de la replicacin, que acta

como seal de iniciacin.2.

El proceso se inicia con la enzima helicasa, que rompe los puentes de hidrgeno entre lasdos hebras y las separa. Luego las topoisomerasaseliminan las tensiones que se crean aldesenrollar la doble hlice. Actan cortando una o las dos fibras, y luego empalmndolas.

Tambin se llama girasa.3. Las protenas estabilizadoras(SSB) se enlazan sobre el ADN de hebra nica para mante-

ner separadas las dos hebras. As se forma la horquilla de replicacin.4.

El proceso es bidireccional, hay una helicasa actuando en un sentido y otra en el opuesto.Las dos horquillas forman las burbujas u ojos de replicacin.

5. Interviene una ARN-polimerasa (primasa) que sintetiza un corto fragmento de ARN deunos diez nucletidos (primer) que acta como cebador.

6. La ADN-polimerasa III, partiendo del primer, comienza a sintetizar en sentido 5 3 una

hebra de ADN a partir de nucletidos trifosfato. La energa necesaria para el proceso es

aportada por los propios nucletidos, que pierden dos de sus grupos fosfato. Esta hebra es

de crecimiento continuo, ya que la helicasa no se detiene, y se llama hebra conductora.7.

Sobre la otra hebra, la ARN-polimerasa sintetiza unos 40 nucletidos de ARN a unos 1000

nucletidos de la seal de iniciacin. A partir de ellos, la ADN-polimerasa III sintetizaunos 1000 nucletidos de ADN, formndose un fragmento de Okazaki. Esto se va repi-tiendo a medida que se van separando las dos hebras patrn. Luego interviene la ADN-polimerasa I que retira los fragmentos de ARN y rellena los huecos con nucletidos deADN.

Finalmente, la ADN-ligasa empalma entre s los diferentes fragmentos. Esta hebra es,pues, de crecimiento discontinuo. Como precisa que se desespiralice un segmento de unos

1000 nucletidos, tarda ms en crecer que la otra y, por ello, se la llama hebra retardada.

8.

El proceso contina as hasta la duplicacin total del ADN. El crecimiento es bidireccional.

En eucariontes

El proceso es similar al de las bacterias, pero hay alguna diferencia:1. El ADN de eucariontes est fuertemente asociado a histonas. La hebra que sirve de patrn

a la hebra conductora se queda con las histonas y ambas se enrollan sobre los octmeros

antiguos. La hebra que sirve de patrn a la retardada y la retardada se enrollan sobre nue-

vos octmeros.

2. La longituddel ADN de un cromosoma eucaritico es mucho mayor que la de uno bacteria-no, y dado que tiene histonas, el proceso es mucho ms lento, por lo que en cada ADN de un

cromosoma hay unos 100orgenes de replicacin. Se forman unas cien burbujas de repli-

cacin y su distribucin es irregular. Se activan de forma coordinada y constituyen las uni-dades de replicacin o replicones.


3/3


3

3.

Los fragmentos de Okazaki son ms pequeos (100-200 nucletidos) y el proceso de repli-

cacin dura unas 8 horas (en lugar de media hora).

apuntes bachillerato biologia duplicacion adn

Documents