Dra Carmen Aída Martínez

DUPLICACION DEL ADN

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 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)

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.

Pasos en la replicación

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

Origen de fragmentos de Okasaki

Eliminación de iniciadores

REPLICACIÓN DEL ADN VIRAL

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

REPLICACIÓN DEL ADN BACTERIANO

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 Bacteriano

REPLICACIÓN DEL ADN MITOCONDRIAL

ADN mitocondrial

Replicación igual a ADN procariota

variación cada 20,000 mil años

Información genética solo por línea materna