Embed Size (px)
Citation preview
EXPRESSIÓ GENÈTICA I DUPLICACIÓ DE L’ADN
TEMA 6 I 7
●
●
●
●
La duplicació del DNA. Investigacions i propietats.Mecanismes de la duplicació. La transcripció del DNA.La traducció o biosíntesi de proteïnes
El mecanisme de duplicació del DNA.
En bacteris
●
●
Un senyal d’iniciació: (ORI, Origen Replicació) seqüència específica de nucleòtids d’ADN.Enzims que hi participen:
●
– Helicasa– Topoisomerasa (Girasa)– DNA polimerasa III (pol δ)– DNA polimerasa I (pol α)– Primasa (RNApolimerasa)– DNA ligasaProteïnes d’unió estabilitzadores (SSB).
1- L'helicasa desenrotlla la doble hèlix parental
2- Les proteïnes estabilitzadores (SSB) mantenen les cadenes complementaries separades
3- El filament conductor es sintetitza de forma continua en direcció 5'→3' mitjançant la DNA pol III
4- La primasa comença la síntesi del “primer” de RNA (per al 5è fragment d'Okazaki)
5- La DNA pol III està completant la síntesi del 4r fragment d'Okazaki. Quan assoleixi el “primer” de RNA del 3er fragment se separarà, es dirigirà cap a la forqueta de replicació i afegirà nucleòtids a l'extrem 3' del “primer” del 5è fragment.
6- La DNA pol I elimina el “primer” de l'extrem 5' del 2n fragment i el reemplaça amb nucleòtids que va afegint d'un en un a l'extrem 3' del 3er fragment.
7- La DNA ligasa uneix l'extrem 3' del 2n fragment a l'extrem 5' del 1er fragment.
● Helicasa: trenca ponts d’hidrogen entre les bases nitrogenades complementàries separant filaments patrons.
● elimina tensions fibres DNA provocades pel
●
Topoisomerasa: superenrotllament.
SSB: estabilitzen i mantenen separació de les dues fibres DNA
●
originals.Formació forqueta de replicació en cada banda (bombolla o ull de replicació).
Primasa: síntesi del “primer” de RNA.● DNA polimerasa III (pol δ): a partir del “primer”, síntesi DNA en direcció 5’
→ 3’ a partir dels nucleòtids trifosfat (dos grups fosfat generen energia per al procés) de manera continua en el filament conductor. En el filamentretardat, formació dels fragments d’Okazaki. El creixement serà discontinu.
● DNA polimerasa I (α): elimina els primers de RNA i omple els buits amb nucleòtids de DNA.
● Ligasa: empalma o uneix els diferents fragments de DNA.
Per entendre com es replica l’ADN, mireu la següent animació. Clickeu a la imatge:
En el següent vídeo també podreu entendre millor com funciona la replicació:
El mecanisme de duplicació del DNA.
En eucariotes● Tot i que el procés de la replicació és més
complicat que en bacteris, els principis generals són els mateixos.
● En eucariotes participen al menys 11 DNApolimerases diferents i els fragmentsd’Okazaki són més petits (d'uns 100 o 200nucleòtids)
● Com el DNA eucariota es troba força associat a histones, durant la replicació:– Les histones originals es queden en el
filament de DNA que fa de motlle al filamentconductor, i tots dos s'enrotllen sobreaquestes.
– El filament de DNA que fa de motlle delfilament retardat i el retardat es cargolensobre histones noves.
● Com l’ADN eucariota és molt més gran que el bacterià i està associat a histones:– Procés molt més lent– Replicació multifocal
En eucariotes la replicació del DNA comença en molts punts,Les cadenes parentals s'obren i formen les bombolles de replicació. Aquestes s'estenen lateralment a mesura que progressa la replicació en dos direccions.Les bombolles acaben fusionant-se i es completa la replicació.
Dos molècules filles de DNA
Cadena parental (motlle)
Cadena filla (nova)0.25 µm
Forqueta de replicació
Origen de replicació
Bombolla de replicació
En aquesta microfotografia s'observen Tres bombolles de replicacióen cèl·lula de hàmster. (TEM).
Un altre problema que sorgeix en les cèl·luleseucariotes pel fet que el DNA és lineal és que noés poden completar els extrems 5' de lesnoves cadenes de DNA en formació.
La raó és que un cop eliminats els encebadors,aquests no poden ser reemplaçats per DNA nou,ja que no existeix extrem 3' on pugui actuar laDNA polimerasa.
● Un cop acabada la síntesi de les noves cadenes què passa amb els extrems del filament retardat quan arriba al final ?
Molècula filla
Molècula filla
● Un cop acabada la síntesi de les noves cadenes què passa amb els extrems del filament retardat quan arriba al final ?
● Un cop acabada la síntesi de les noves cadenes què passa amb els extrems del filament retardat quan arriba al final ?
● Les molècules de DNA eucariotes tenen seqüènciesnucleotídiques, extrems.
anomenades telòmers, en els seus
Els telòmers no contenen gens, es componen deseqüències curtes repetitives de nucleòtids (en humans
●
TTAGGG). El nombre de repeticions pot variar entre 100 i 1000.
●
●
●
Els telòmers no eviten l'escurçament de les molècules fillesen cada cicle de replicació del DNA, sols posposen l'erosiódels gens propers als extrems de les molècules de DNA.Cada cop que el DNA es replica els telòmers es fan méscurts.Es creu que els telòmers estan relacionats amb el procésd'envelliment i mort cel·lular.
Clica sobre la imatge per veure l'animació!!
Fidelitat de la replicació. Correcció d’errors
- S’ha calculat que la probabilitat que s’incorpori a l’ADN un nucleòtid incorrecte durant el procés és menor de 10-9
És el resultat de 2 mecanismes de correcció:
1. Mecanisme durant la replicació i depèn de
l’ADN polimerasa
2. Mecanisme un copacaba la replicació
1. Correcció durant la replicació:• Hi ha un mecanisme que actua abans que s’incorpori el
nucleòtid a la cadena d’ADN de creixement. Només hi haaparellament si la base de la cadena motlle té la mateixaconformació que el nucleòtid i així l’enzim que catalitza la uniópot formar l’enllaç fosfodièster.
• Si aquest falla: ADN polimerasa s’atura i gràcies a la sevaacció d’exonucleasa, elimina el nucleòtid incorrecte iincorpora el correcte.
2. Correcció després de la replicació:• Complexes multienzimàtics: un cop sintetitzada un fragment
d’ADN aquests complexes recórrer les noves cadenendetectant els erros d’aparellament i els corregeixen.
