Replicación del ADN

¿Cuando ocurre?

Replicación: 1er paso Desenreda el ADN Enzima helicasa Me gustaría ser Helicasa y desenredar tus genes… Replicación: 1er paso Desenreda el ADN Enzima helicasa Desenreda parte de la hélice del DNA Estabilizado por las single-stranded binding proteins helicase single-stranded binding proteins replication fork

Replicación: 2 do paso Construir la hebra hija de ADN Añadir de forma complemetaria nuevas bases DNA polymerase III Pero ... ¡Nos estamos perdiendo algo! ¿Qué? ¿Dónde está la energía para la unión? DNA Polymerase III

Energía de Replicación ¿De dónde viene la energía que generalmente se utiliza para los enlaces? Vienen con su propia energía energy energy Tu recuerdas ATP! Existen otras maneras para obtener energia Las otras energías están en los nucleótidos? Yo lo creo Y dejamos un nucleotido ATP TTP CTP GTP AMP ADP GMP TMP CMP modified nucleotide

Energía de Replicación Los nucleótidos que llegan como nucleósidos Bases de ADN con P-P-P P-P-P = energía de unión Bases de ADN llegan con su propia fuente de energía para la unión unido por enzima: ADN polimerasa III ATP GTP TTP CTP

Replicación Añadir bases 5 3 energy DNA Polymerase III Añadir bases Solamente pueden añadirse nucleótidos al terminal 3 de la cadena de ADN en crecimiento Para comenzar necesita un nucleótido que se enlace al ADN La cadena solamente crece de 53 energy DNA Polymerase III DNA Polymerase III energy DNA Polymerase III The energy rules the process. energy B.Y.O. ENERGY! La energía es la regla del proceso. 3 5

 5 3 5 3 3 5 3 5 energy energía energía energía ligasa necesita “primer” para añadir las bases energy no energía para enlace  energía energía energía energía ligasa energía energía 3 5 3 5

Cadena continua y discontinua Okazaki Cadena continua y discontinua Limites de la DNA polymerase III Solamente puede construir en el terminal 3”de la cadena de ADN existente  5 Okazaki fragments 5 5 3 5 3 5 3 ligase Lagging strand 3 growing replication fork 3 5 Leading strand  3 5 Cadena discontinua Fragmentos de Okazaki Se unen con ligasa 3 DNA polymerase III Cadena continua Síntesis continua

Replication fork / Replication bubble 5 3 3 5 DNA polymerase III Cadena Continua 5 3 5 3 5 5 3 Cadena Discontinua

Inicio de la síntesis de ADN: RNA primers Limites de la DNA polymerase III Solamente puede construir en el terminal 3”de la cadena de ADN existente 5 5 3 5 3 5 3 3 growing replication fork 5 3 primase 5 DNA polymerase III RNA RNA primer Construido por la primasa Sirve como secuencia iniciadora para la DNA polymerase III 3

Remplazo de los primer de RNA con ADN DNA polimerasa I Remueve las secciones del primer de RNA y los reemplaza con nucleótidos DNA polimerasa I 5 3 ligasa 3 5 growing replication fork 3 5 RNA 5 3 Pero la DNA polimerasa I solamente puede construir en el terminal 3 de la cadena de DNA existente

Houston, we have a problem! Chromosome erosion Todas las DNA polimerasas solamente pueden añadir al terminal 3 de la cadena existente de DNA DNA polymerase I 5 3 3 5 growing replication fork 3 DNA polymerase III 5 RNA 5 3 Se pierden bases en el terminal 5 en cada replicación cromosomas se acortan con cada replicación limitar el número de divisiones celulares

Telomeros Repitiendo, secuencias no codificantes en el extremo de los cromosomas = protective cap Limite para ~50 divisiones celulares 5 3 3 5 growing replication fork 3 telomerase 5 5 Telomerasa Enzima que extiende los telomeros Puede añadir las bases de ADN en el terminal 5 Diferentes niveles de actividad en diferentes células Alta en las células madres y las cancerosas – ¿por qué? TTAAGGG TTAAGGG TTAAGGG 3

Replicación “Fork” Cadena discontinua Cadena continua 3’ 5’ 5’ 3’ 5’ DNA polymerase III Cadena discontinua DNA polymerase I 3’ primase Okazaki fragments 5’ 5’ ligase SSB 3’ 5’ 3’ helicase DNA polymerase III 5’ Cadena continua 3’ direction of replication SSB = single-stranded binding proteins

ADN polimerasas ADN polimerasa III ADN polimerasa I 1000 bases/segundo Thomas Kornberg ?? ADN polimerasas ADN polimerasa III 1000 bases/segundo principal contructor del ADN ADN polimerasa I 20 bases/segundo edita, repara & remueve los primers Arthur Kornberg 1959 DNA polymerase III enzyme In 1953, Kornberg was appointed head of the Department of Microbiology in the Washington University School of Medicine in St. Louis. It was here that he isolated DNA polymerase I and showed that life (DNA) can be made in a test tube. In 1959, Kornberg shared the Nobel Prize for Physiology or Medicine with Severo Ochoa — Kornberg for the enzymatic synthesis of DNA, Ochoa for the enzymatic synthesis of RNA.

Edita & corrige el ADN 1000 base/segundo = muchos errores ADN polimerasa I Corrige los errores Repara las basa mal pareadas Remueve las bases anormales Repara el daño a través de la vida Reduce los errores 1 en 10,000 a 1 en 100 millones de bases

Any Questions?? 2007-2008

Referencias Aula Virtual de Biología. (n.d.). Universidad de Murcia. Retrieved January 30, 2013, from http://www.um.es/molecula/dupli00.htm