Dra Carmen Aída Martínez Duplicacion del ADN Dra Carmen Aída Martínez

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

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. Proteinas SSB HELICASA

Pasos en la replicación

REPLICACION DEL ADN 1. El ADN es desenrollado por las topoisomerasas 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 5. La polimerasa alfa y delta coloca los nucléotidos complementarios en dirección 5’ - 3’ en ambas cadenas 1. El ADN es desenrollado por las topoisomerasas 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

http://www.johnkyrk.com/DNAreplication.html http://highered.mcgraw- hill.com/olc/dl/120076/micro04.swf http://highered.mcgraw- hill.com/olc/dl/120076/bio23.swf