El flujo de la información

genética: REPLICACIÓN

La replicación según Watson & Crick

5’…gatccgacttagacc…3’ 3’…ctaggctgaatctgg…5’

5’…gatccgacttagacc…3’

3’…ctaggctgaatctgg…5’

g a c 5’…gatccgacttagacc…3’

3’…ctaggctgaatctgg…5’

5’…gatccgacttagacc…3’ 3’…ctaggctgaatctgg…5’

t

Distribución semiconservativa

El experimento de Meselson y Stahl

g

El experimento de Meselson y Stahl

El experimento de Meselson y Stahl

El experimento de Meselson y Stahl

Mecanismo de la replicación

DNA polimerasa (A. Kornberg y col. 1958) 103 kdaltons Reacción: (DNA)n residuos + dNTP (DNA)n+1 residuos + PPi

Requerimientos: los 4 dNTPs (dATP, dGTP, dTTP, dCTP) Presencia de Mg2+

Cadena cebadora con grupos 3’-OH libres Molde de DNA de cadena sencilla Elongación en dirección 5’ a 3’

Mecanismo de la replicación

Actividad 3’ a 5’ exonucleasa de la DNA polimerasa I

Actividad 5’ a 3’ nucleasa de la DNA polimerasa I

Estructura de la DNA polimerasa I (fragmento Klenow)

Exonucleasa 5’-3’

Exonucleasa 3’-5’ Polimerasa

Fragmento grande (Klenow)

Proteasa

Corrección de errores en la replicación por medio de la actividad 3’ a 5’ exonucleasa de la DNA polimerasa I

Clases de DNA polimerasas en organismos procarióticos

Nombre Función DNA polimerasa I Elimina el cebador y lo sustituye Rellena los huecos en la hebra retrasada DNA polimerasa II Repara el DNA, no necesaria en replicación DNA polimerasa III Enzima principal en la replicación del DNA

Requerimientos: los 4 dNTPs (dATP, dGTP, dTTP, dCTP) Presencia de Mg2+

Cadena cebadora con grupos 3’-OH libres Molde de DNA de cadena sencilla Elongación en dirección 5’ a 3’ Actividad exonucleasa 3’-5’

Marcaje radiactivo del DNA de una bacteria: visualización de estructuras theta (θ)

Autoradiografía Interpretación

Autoradiografía Interpretación

Primera ronda de replicación

Segunda ronda de replicación

Una copia del ADN imposible

La copia correcta del ADN: fragmentos de Okazaki

Sitios específicos de origen de la replicación (E. coli)

Iniciación de la Replicación en E. Coli

La replicación necesita un cebador

Arquitectura propuesta para la DNA polimerasa III

Subunidad catalítica

Pinza deslizante

Actividad Exonucleasa 3’-5’

Coordinación en la síntesis de la hebra guía y la hebra

retardada del ADN

Coordinación en la síntesis de la hebra guía y la hebra

retardada del ADN

Proteínas que intervienen en la horquilla de replicación

Clases de DNA polimerasas en organismos eucarióticos

Nombre Función

DNA polimerasa α Subunidad primasa Unidad DNA polimerasa

Polimerasa iniciadora Sintetiza el cebador de RNA Añade unos 20 nucleótidos al cebador

DNA polimerasa β Repara el DNA

DNA polimerasa δ Enzima principal en la replicación del DNA

Proteína Función Tamaño (kD)

Moléculas por célula

Mecanismo de la DNA ligasa

ADN relajado y enrollado

ADN relajado y enrollado: Topoisómeros

Estructura de la Topoisomerasa I

ADN

Mecanismo de la topoisomerasa I

Topoisomerasa II

Mecanismo de la Topoisomerasa II

Topoisomerasa II o DNA girasa es blanco de varios antibióticos: NOVOBIOCINA impide unión de ATP a la girasa Ácido Nalidíxico y CIPROFLOXACINA dificultan rotura y empalme de cadenas de DNA Tratamiento de infecciones de las vías urinarias al inhibir la replicación bacteriana.

Flujo de información en virus con ARN Replicación de genomas de ARN que no pasan por DNA

Hebra sentido Ejerce de mRNA

Replicasa o RNA polimerasa dependiente de RNA

Replicasa

Híbrido RNA-RNA

Hebra antisentido Ejerce de molde para las hebras

sentido

Hebra sentido Empaquetada

en viriones

Replicasa

Flujo de información en los retrovirus: del ARN al ADN

Copia e integración del genoma de un retrovirus

Zidovudina, Azidotimidina o AZT El primer medicamento antirretroviral aprobado