13. Modelo en metal del DNAModelo en metal del DNA
ConcluyenConcluyen: La estructura del
DNA es una doble hélice,
formada por cadenas orientadas
en direcciones opuestas
(antiparalelas). La estructura se
mantiene gracias a enlaces de
hidrógeno entre las bases
nitrogenadas que se encuentran
orientadas hacia el interior de
las cadenas
J. Watson y F. CrickJ. Watson y F. Crick
22. Replicación del DNAReplicación del DNA
• Semiconservativa: una cadena sirve de molde para una
nueva cadena.
• El experimento de M. Meselson y F. Stahl (1958)
demuestra que la replicación es semiconservativa
Mathew Meselson Frank Stahl
23.
24. Replicación del DNAReplicación del DNA
• Enzimas que sintetizan (replican) el DNA
• E. coli
• DNA polimerasa I (rellena huecos y repara)
• DNA polimerasa II y III (función principal
en la síntesis)
• Añade bases en ambas cadenas en la
dirección 5’ → 3’
• Requiere un 3’ OH final
25. Eucariotas
5 polimerasas:
α y β principal en replicación
δ, ε y γ exonucleasas
Corrección de pruebas: actividad 3’ → 5’
exonucleotídica.
Sustituye bases mal emparejadas (10-5
) por
correctas (10-7
);
mecanismos de reparación adicionales la reducen
hasta 10-10
27. No funcionaría la corrección de errores por
falta de un trifosfato que suministre la
energía de enlace covalente azúcar-fosfato
¿Por qué no hay una enzima que
polimerice en la dirección 3´-> 5?
35. Replicación del DNA (2)Replicación del DNA (2)
•Replicación: continua (cadena adelantada, cebador
sólo inicio) y discontinua (cadena retrasada)
•Discontinua
•Cebador (pequeño RNA 2-60 nucleótidos
añadido por enzima primasa o RNA pol que
provee 3’ OH.
•Fragmento de Okazaki por DNA pol III
(1500 bp en procariotas y 150 en eucariotas)
•Pol I elimina cebador 3’ -> 5’ y llena huecos
(gap)
•Ligación (DNA ligasa, enlace fosfodiéster)
39. El cebador es más proclive al error, por
lo que debería eliminarse y el RNA
puede detectarse y eliminarse
fácilmente por la DNApol I
¿Por qué el cebador es RNA?
40. El replisoma: complejo enzimático de la
replicación que coordina la síntesis de las
dos cadenas, maquinaria molecular
•Dímero de la DNA pol III (núcleos
catalíticos)
•Primosoma: formado por dos enzimas
•Primasa
•Helicasa (desenrolla el DNA)
•Proteína de unión a cadena sencilla, ssb
(Unión Y, estabiliza el DNA de cadena
sencilla)
•Topoisomerasas tipo I (rotura una cadena)
y II (rotura de dos cadenas) junto a DNA
ligasa -> Relajación del superenrollamiento
Replicación del DNA (3)Replicación del DNA (3)
46. •Origen de replicación:
•Secuencia reconocida (Ori C en E. coli) por
proteínas iniciadoras. Varios orígenes en
eucariotas
•La replicación es bidireccional
Replicación del DNA (4)Replicación del DNA (4)
Horquilla
replicación
47. En el DNA nuclear de eucariotas hay muchos orígenes de
replicación (~500 en levaduras y 60000 en mamíferos). Cada
unidad de replicación es un replicón. La replicación es
bidireccional
48. En el DNA nuclear de eucariotas hay muchos orígenes de
replicación (~500 en levaduras y 60000 en mamíferos). Cada
unidad de replicación es un replicón. La replicación es
bidireccional
55. EN RESUMEN…
Para que se lleve a cabo la replicación del DNA en las células se
requieren los siguientes elementos:
DNA original que servirá de molde para ser copiado.
Topoisomerasas, helicasas: enzimas responsables de separar las
hebras de la doble hélice.
DNA-polimerasa III: responsable de la síntesis del DNA.
RNA-polimerasa: fabrica los cebadores, pequeños fragmentos de
RNA que sirven para iniciar la síntesis de DNA.
DNA-ligasa: une fragmentos de DNA.
Desoxirribonucleótidos trifosfato, que se utilizan como fuente de
nucleótidos y además aportan energía.
Ribonucleótidos trifosfato para la fabricación de los cebadores.
57. El DNA se desenrolla y se separan las dos hebras de la doble
hélice, deshaciéndose los puentes de hidrógeno entre bases
complementarias, por la acción de helicasas y topopisomerasas.
En el DNA eucariota se producen muchos desenrollamientos
a lo largo de la molécula, formándose zonas de DNA abierto.
Estas zonas reciben el nombre de HORQUILLAS O BURBUJAS
DE REPLICACIÓN, que es donde comenzará la síntesis.
La RNA-polimerasa fabrica pequeños fragmentos de RNA
complementarios del DNA original. Son los llamados "primers" o
cebadores de unos 10 nucleótidos, a los cuáles se añadirán
desoxirribonucleótidos, ya que la DNA-polimerasa sólo puede
añadir nucléotidos a un extremo 3’ libre, no puede empezar una
síntesis por sí misma.
58. La DNA-polimerasa III añade los desoxirribonucleótidos al
extremo 3' (sentido 5'-3'), tomando como molde la cadena de
DNA preexistente, alargándose la hebra.
En las horquillas de replicación siempre hay una hebra que
se sintetiza de forma continua en el mismo sentido en que se
abre la horquilla de replicación, la llamada HEBRA
CONDUCTORA, y la otra que se sintetiza en varios
fragmentos, los denominados FRAGMENTOS DE OKAZAKI y
que se conoce como HEBRA SEGUIDORA o RETARDADA, ya
que se sintetiza en sentido contrario al de apertura de la
horquilla.
62. • La DNA-ligasa va uniendo todos los fragmentos de
DNA a la vez que elimina los ribonucleótidos de los
cebadores.
• A medida que se van sintetizando las hebras y
uniendo los fragmentos se origina la doble hélice, de
forma que al finalizar el proceso se liberan dos
moléculas idénticas de DNA, con una hebra antigua y
otra nueva.
