REPLICACIÒN DEL ADN

• Messelson y Stahl (1958) demostraron que la hipótesis semiconservativa era la correcta, además de congruente con el modelo de la doble hélice de Watson y Crick.

• -La duplicación del ADN se produce de acuerdo con las siguientes características:

• 1)Es semiconservativa.

• 2)Bidireccional: a partir de un punto dado del cromosoma, la replicación progresa en dos direcciones

• 3)En virus y bacterias hay un único punto de inicio de la replicación, mientras que en eucariotas hay varios.

• 4)La replicación avanza por adición de desoxirribonucleótidos-monofosfato (dNMP) en el sentido 5'à3'.

• 5)Semidiscontinua: una hebra se replica de forma continua y la complementaria de modo discontinuo (fragmentos de Okazaki).

• 6)La iniciación de la síntesis de cada hebra y de cada fragmento requiere de un cebador o primer (ARN).

ENZIMAS DE LA REPLICACIÓN

• -Las más importantes son las ADN polimerasas, que catalizan la formación de los enlaces fosfodiéster entre nucleótidos y van añadiendo el nucleótido complementario al de la hebra molde.

• Para ello, utilizan desoxirribonucleótidos-trifosfato (dNTP) que, además, aportan la energía necesaria para la reacción y desprenden restos de fosfato inorgánico (P):

• (Cadena polinucleótida)n + dNTP à (Cadena polinucleótida)n+1 + P+P

ENZIMAS DE LA REPLICACIÓN

• -Las ADN polimerasas de procariotas son:• 1) ADN pol I• -Escinde el ARN cebador.• -Repara errores de la síntesis del ADN.• -Rellena con desoxirribonucleótidos el hueco resultante al

eliminarse el ARN cebador.• 2) ADN pol II• -Repara pequeñas roturas en las hebras del ADN (corrigiendo estos

errores).• 3) ADN pol III• -Interviene directamente en la polimerización del ADN,

(seleccionando el dN adecuado).•

ENZIMAS DE LA REPLICACIÓN

• Las ADN polimerasas de eucariotas son:

• 1) ADN pol alfa y ADN pol delta:

• -Controlan directamente la replicación.

• 2) ADN pol beta

• -Actividad reparadora.

• 3) ADN pol gamma

• -Controla la replicación mitocondrial y plastidial.

• Otras enzimas importantes son:• 1) Primasas (ARN polimerasas dependientes de ADN): Sintetizan el

ARN cebador usando como molde una hebra de ADN• 2) Girasas (topoisomerasas): Actúan desenrollando el ADN• 3) Helicasas: Separan las dos hebras del ADN, para que cada una

actúe de molde.• 4) Proteínas SSB (single strand-binding) (estabilizadoras): Se unen a

las hebras, estabilizándolas (manteniéndolas separadas) mientras tiene lugar la replicación. Actúan conjuntamente con las helicasas.

• 5) Nucleasas: Rompen los enlaces fosfodiéster entre nucleótidos, dando lugar a un 'punto de origen' o inicio de replicación.

• 6) Ligasas: Unen fragmentos adyacentes mediente enlaces fosfodiéster

MECANISMO MOLECULAR DE LA REPLICACIÓN

• -El mecanismo obedece a la hipótesis semiconservativa, y consiste en la

formación de dos moléculas de ADN idénticas a partir de una original que actúa como molde o patrón.

REPLICACIÓN EN PROCARIOTAS

• -Distinguimos varias etapas:

• 1)El punto de la doble hélice de ADN donde se inicia el proceso se conoce como 'origen de replicación'.• A partir de él se forma una 'horquilla de replicación' en la que el ADN modifica su estructura espacial

debido a la desespiralización que se produce por rotura de los enlaces de H entre las bases complementarias.

• 2)En la formación de la horquilla intervienen:• a)las girasas: desenrollan o desespiralizan el ADN.• b)las helicasas: separan las dos hebras del ADN.• c)las proteínas SSB: mantienen separadas las hebras.• 3)A continuación y por medio de una primasa se sintetiza un ARN cebador para que pueda actuar la ADN

pol III.• Esta enzima (ADN pol III), en principio, añade dNTP al cebador y, después, puede continuar la

polimerización por sí sola, siguiendo el principio de complementariedad de bases.• 4)Posteriormente, la ADN pol I actúa como exonucleasa eliminando el cebador y al mismo tiempo actúa

como polimerasa rellenando el hueco con nuevos dNTP.• A la vez, la ADN pol II repara las roturas que pueden producirse. De esta manera ininterrumpida

(continua) se elabora una nueva hebra de ADN, que se conoce como 'hebra conductora'.• 5)Paralelamente al proceso anterior, la otra cadena del ADN sirve de molde para la síntesis de su

complementaria, que va a llamarse 'hebra retardada' porque su elaboración es discontinua al efectuarse de manera fragmentada (Okazaki, 1968).

• Los fragmentos de Okazaki poseen entre 1000-2000 dN.•

Los fragmentos de Okazaki poseen entre 1000-2000 dN.

• El mecanismo es igual al descrito anteriormente para la 'hebra continua', con las siguientes salvedades:

• a)la síntesis comienza en un punto que dista unos 1000 nucleótidos de la señal de iniciación.

• b)varias primasas sintetizan diversos ARN cebadores (uno por cada fragmento de Okazaki).

• c)la ADN pol III alarga los fragmentos de cebador incorporando dNTP en sentido 5'>3' (de modo antiparalelo a la hebra molde).

• d)la ADN pol I vuelve a actuar como exonucleasa eliminando cebadores y como polimerasa rellenando huecos, así como la ADN pol II repara las posibles roturas.

• e)al final, la ADN ligasa une los fragmentos independientes para construir ya una cadena sin discontinuidades (la llamada 'hebra retardada').

• -Así pues, el mecanismo de replicación confirma que el ADN molde se autoduplica exactamente, formando dos nuevas moléculas con idéntica información genética.

• El mecanismo es esencial para que se realice correctamente la división celular, en la que una célula madre origina por división dos células hijas con idéntica información hereditaria.

• REPLICACIÓN EN PROCARIOTAS

• VIDEO DE LA REPLICACIÓN

• EXCELENTE VIDEO DE REPLICACIÓN