Replicacion ADN 2011

8/17/2019 Replicacion ADN 2011

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LICEO Nº 1 JAVIERA CARRERADEPTO BIOLOGÍA

RNL/rnlGUIA DE REPLICACIÓN DEL ADN

Para el mecanismo de replicación existen 3ipótesis!

1" Conservativa! c#ando el A$N do%le &licese replica se prod#cen dos do%les &lices' #natiene las dos e%ras (ie)as *se conser(a+ , laotra do%le &lice posee am%as e%ras n#e(as"

-" Semiconservativa! las dos do%les &licesreci&n sinteti.adas poseen #na e%ra (ie)a *#namitad (ie)a+ , otra e%ra n#e(a *mitad n#e(a+"

3" Dispersiva! el A$N do%le &lice se rompe, oriina dos do%les &lices' cada #na de ellascon e%ras 0#e poseen prec#rsores (ie)os ,

n#e(os en dierentes proporciones"

El proceso de replicación semiconser(ati(a se%asa en las conirmaciones de 2atson , Cric'0#e el material en&tico ten4a #na capacidadpara acer copias exactas de s4 mismo" Esteproceso consiste en 0#e la mol&c#la de A$N a%re s#s cadenas separando las %ases nitroenadas a ni(elde los p#entes de idróeno' de esta orma las cadenas act5an como moldes diriiendo la s4ntesis de#na n#e(a cadena complementaria a lo laro de toda s# extensión"

6i a, #na timina *7+ en la cadena anti#a' de%e encontrarse #na adenina *A+ en la cadena n#e(a' esdecir' #na %ase p5rica con #na pirimidica" $e este modo' cada cadena orma #na copia de s# cadenacomplementaria oriinal' prod#ciendo dos replicas exactas de la mol&c#la"

EXPERIMENTO DE MESELSON Y STAHL: HORQUILLA DE REPLICACIÓN

8eselson , 6tal 0#isieron compro%ar el modelo de replicación semiconser(ati(a' para ello #tili.aronisótopos de nitróeno" C#lti(aron E" coli d#rante (arias eneraciones en #n medio sólo con 19N' de estemodo el A$N de las %acterias conten4a #na ran proporción de nitróeno pesado' l#eo tomaron #nam#estra , lo colocaron con nitróeno li(iano 1:N , l#eo de replicarse se centri#ó la m#estra del A$N de&stas c&l#las"Cada n#e(a m#estra de A$N conten4a m;s A$N li(iano 0#e el anterior' ,a 0#e el A$N reci&n ormadoten4a 0#e incorporar el 1:N disponi%le" Adem;s la densidad del A$N de la primera eneración eraexactamente intermedia entre la densidad del A$N proenitor pesado , la del A$N li(iano com5n' comores#ltar4a si cada mol&c#la est#(iera ormada por #na cadena (ie)a *pesada+ , #na cadena n#e(a*li(iana+' lo 0#e conirma la ipótesis de la replicacin semiconservativa!


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MECANISMO DE REPLICACIÓN

La replicación es el proceso 0#epermite la ormación de n#e(ascopias de la inormación en&tica apartir de #na mol&c#la patrón'oc#rre en la ase 6 del ciclo cel#lar , la (elocidad de replicación esma,or en procariontes 0#e ene#cariontes"

Los cromosomas e#cariontestienen #na ran cantidad de A$N'el c#al se alla contenido en dosmol&c#las lineales' #na para cadacrom;tida" 6i estas mol&c#las sereplicasen a partir de #n sitio 5nicode orien' la etapa


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los s#cesi(os replicones" Esto permite 0#e el A$N se sintetice en #n tiempo %astante %re(e para el ciclode (ida de #na c&l#la"

El desenrollamiento es reali.ado por las en.imas ADN*'elicasas' las c#ales recorren la &licedesenrollando las e%ras del A$N a medida 0#e a(an.an" Dna (e. separadas' las cadenas se com%inancon las prote+nas SSB' llamadas tam%i&n prote4nas desesta%ili.adoras' 0#e e(itan 0#e se (#el(a aenrollar el A$N"

A medida 0#e la en.ima elicasa a%re la do%le &lice'dos en.imas complementarias! la topoisomerasa I , latopoisomerasa II o "irasa) (an dismin#,endo latensión torsional ac#m#lada por el s#perenrollamientoen el sector no replicado de la do%le &lice' #tili.anener4a del A7P , se comportan como n%cleasas*cortando las cadenas de A$N+ , l#eo como li"asas*resta%leciendo las #niones osodi&ster+"

7opoisomerasa I! corta #na de las cadenas , reali.adesenrollamientos de corto alcance

7opoisomerasa II! corta las dos cadenas , a%arca #na extensión de A$N %astante ma,or

Las A$Npolimerasas sólo p#eden act#ar en dirección 9F 3F" A medida 0#e se separan las cadenasproenitoras en la or0#illa de replicación' #na presenta s#s n#cleótidos en dirección 9F 3F , la otraen dirección 3F 9F" Entonces la primera al ser copiada de%er4a ormar #na cadena i)a en sentido 3F

9F' alo 0#e las polimerasas no p#eden acer"

Las c&l#las sol#cionan esta sit#ación de la si#iente orma!La cadena i)a 0#e se ormó en dirección 9G 3F se constr#,e en orma contin#a , la otra cadena i)aes sinteti.ada de manera discontin#a' en pe0#eBos tramos' llamados ramentos de Oa.ai' los c#alesse #nen entre s4 a medida 0#e se sinteti.an' por acción de la en.ima ADN*li"asa! Entonces la s4ntesisdel A$N es %idireccional' no sólo por0#e se prod#ce en dos direcciones di(erentes a partir de #namisma %#r%#)a de replicación' sino tam%i&n por0#e las cadenas de la do%le &lice son sinteti.adas endirecciones op#estas"La s4ntesis comien.a con el A$N molde , la en.ima ARN primasa sinteti.a #n ce$a#or o primer 0#e es#na pe0#eBa cadena de ARN de #nos die. n#cleótidos de laro , es #na sec#encia de inicio 0#e se #%icaen el extremo 3 indicando el l#ar donde comien.a la ormación de la n#e(a cadena mediante la en.ima

A$N polimerasa" Dna (e. sinteti.ado el ce%ador la s4ntesis contin5a si la A$Npolimerasa tienedisponi%les s#icientes desoxirri%on#cleótidos triosatados *dA7P' dH7P' dCCP , d77P+" Hran parte de laener4a re0#erida d#rante la replicación la aportan los desoxirri%on#cleótidos triosatados' 0#e idroli.anlos 5ltimos dos r#pos osato *li%erando ener4a+ c#ando se #nen entre s4"La cadena 0#e se sinteti.a en dirección 9 3 lo ace en orma contin#a' en cam%io la cadena 0#e sesinteti.a en dirección 3 9 lo ace en orma discontin#a' sinteti.;ndose cortos ramentos de A$Nen sentido op#esto' siempre en dirección 9 3' 0#e desp#&s son #nidos por #na A$N liasaposteriormente el ce%ador es remo(ido por la A$N pol I , es reempla.ado por A$N" La cadena 0#e sesinteti.a en orma contin#a se denomina ca#ena a#elanta#a , la cadena sinteti.ada en ormadiscontin#a se llama ca#ena re,a"a#a"

Al iniciarse la s4ntesis contin#a del A$N' en cada orien se orman dos ce$a#ores orientadosdi(erentemente #no en cada cadena de la do%le &lice , a contin#ación la ADN*polimerasa catali.a las4ntesis de la cadena contin#a areando n#cleótidos en el extremo 3F de la e%ra en ormación" 8ientrastanto los ce%adores son remo(idos por #na n%cleasa repara#ora , s# l#ar es reempla.ado por #nramento de A$N e0#i(alente sinteti.ado por la ADN*polimerasa " As4 la cadena contin#a re0#iere #nsolo ce%ador 0#e se orma a comien.o de la replicación' en cam%io la cadena discontin#a necesitam#cos ce%adores' #no para cada ramento de Oa.ai"


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CORRECCION DE ERRORES Los errores en la s4ntesis de prote4nas p#eden a(orecer a la s#per(i(encia de la especie' sin em%rao' acorto pla.o es necesario reparar , conser(ar esta inormación" C#ando se comete #n error' la A$Npolimerasa III retrocede , elimina los n#cleótidos asta encontrar a0#el 0#e est& correctamente apareado*c#ando la en.ima reali.a esta #nción se dice 0#e tiene acti(idad de exon#cleasa 3 a 9+" Al alcan.ar el5ltimo n#cleótido %ien apareado' detiene s# mo(imiento de retroceso , reinicia el mo(imiento areandon#cleótidos en dirección 9 a 3 a la cadena en crecimiento" 6i este control alla' 0#eda #n n#cleótido malapareado' lo 0#e se denomina m%tacin 0#e al no ser correidas por la ma0#inaria de reparación' seac#m#lan a lo laro de la (ida del indi(id#o lo 0#e p#ede con(ertirse en #n c;ncer"

Correccin me#iante n%cleasa repara#oraConsiste en remo(er los n#cleótidos erróneos mediante #na n%cleasa repara#ora' la c#al corta la #niónosodi&ster 0#e conecta al n#cleótido incorrecto con el n#cleótido conti#o' desp#&s la ADN pol IIsinteti.a el ramento altante , en la ADN li"asa #ne a esa pie.a al A$N cortado" $e%e existir al#naseBal 0#e le permita a la n#cleasa reparadora distin#ir c#al de las dos cadenas del A$N se enc#entra eln#cleótido incorrecto"

S+ntesis #e 'istonasEl A$N se replica en orma semiconser(ati(a' las cadenas de la do%le &lice proenitora' al separarsepara s# replicación' se comparten por i#al en am%os cromosomas i)os" En cam%io no se sa%e como seserean las istonas' p#ede ser 0#e al ca%o de la replicación sean eredadas totalmente por #no de los

cromosomas i)os' en este caso el otro cromosoma i)o de%e proc#rarse de la totalidad de istonasn#e(as" Las istonas se sinteti.an en s# ma,or parte d#rante la ase


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Replicación en Procarione!

En las %acterias casi todo el A$N se enc#entra ormando #na cadena circ#lar' en cam%io en lose#cariontes cada cromosoma no d#plicado contiene #na cadena lineal asociada a #na ran cantidad deprote4nas , alo de ARN"

En procariontes al existir #n -nico p%nto #e

ori"en se orma sólo #n orien de replicación" A0#4act5an tres A$Npolimerasas!

ADN*polimerasa I' es la 0#e elimina el ce%ador ,reempla.a los ri%on#cleótidos por desoxirri%on#cleótidos' rellenando los espaciosde)ados por la A$Npolimerasa II" Adiciona 1?n#cleótidos/se"

ADN*polimerasa II' tiene acti(idad de n#cleasa'retira n#cleótidos de la cadena de A$N en los sitiosdonde se prod#)eron errores odesempare)amientos"

ADN*polimerasa III) es la en.ima responsa%le dealarar las cadenas en el proceso de replicación"

Adiciona 9?? n#cleótidos/se"


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.UNCIONES DE LAS ADN*POLI/ERASA EN E! COLI

Poli" I , Poli" III

64ntesis de A$N en sentido 9F 3F

Exon#cleasa en sentido 3F 9F

Corrección de errores' remo(iendo

n#cleótidos en sentido 9F 3F

Poli" I Exon#cleasa en sentido 9F 3F

PRINCIPALES EN0I/AS 1UE ACTUAN EN LA REPLICACIÓN

En.imas Reacciones 0#e catali.an

A$Npolimerasa I *procariontes+Elimina el ce%ador' reempla.ando losri%on#cleótidos por desoxirri%on#cleótidos" Rellenalos #ecos del A$N"

A$Npolimerasa II *procariontes+ N#cleasa' corrie errores"

A$Npolimerasa III *procariontes+Principal en.ima de la replicación" 6inteti.a lacadena n#e(a a partir del ce%ador" Reali.acorrección de pr#e%as"

A$Npolimerasa *e#cariontes6inteti.a los ramentos de A$N discontin#os apartir del ce%ador"

A$Npolimerasa *e#cariontes+Rellena los #ecos de)ados por el ce%ador , reparaerrores como #n se#ndo sistema de reparación"

A$Npolimerasa *e#cariontes+6inteti.a la e%ra contin#a a partir del ce%ador ,reali.a lect#ras de pr#e%a"

elicasasRompen los p#entes de idróeno' separando lascadenas del A$N"

Primasas 6inteti.an el primer o ce%ador"

Prote4nas 66K6e extienden so%re las e%ras del A$N e(itandoa#toapareamientos entre las %ases li%remente

exp#estas

7opoisomerasas I , II Corrien el s#perenrollamiento

ACTI2IDADES

A partir de la inormación entreada en la #4a , con el material de apo,o in(estiado por #sted responda!

1" C#;l es el aporte del experimento reali.ado por 8eselson , 6tal con respecto a la replicación del A$NM-" $escri%a la prop#esta so%re el mecanismo de replicación del A$N de 2atson , Cric3" Por 0#& es #na replicación semiconser(ati(aM:" Complete el c#adro' indicando la #nción de cada en.ima

En,imas .%ncinELICA6A

7OPOI6O8ERA6A

Prote4na 66K

A$N polimerasas A$N pol I ! A$N pol II ! A$N pol III!

ARN primasa

A$N li

asa


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9" C#;l es la importancia de la replicación de A$NM" Por 0#& se dice 0#e las dos cadenas de $NA son antiparalelasM" A 0#& se denomina ce%ador o primer , cómo #ncionaM@" A 0#& se reieren las expresiones 9G , 3GMQ" $escri%a las caracter4sticas de los ramentos de Oa.ai1?" A 0#& estr#ct#ras se denomina %#r%#)a , or0#illa de replicaciónM11" 7anto en procariontes como en e#cariontes la iniciación de la replicación del $NA re0#iere ciertos

componentes" C#;les sonM1-" Nom%re , caracterice la #nción de las en.imas participantes de la reparación de errores13" Realice #n c#adro comparati(o con : dierencias entre replicación en procariontes , e#cariontes1:" indi0#e la #nción de los desoxirri%on#cleótidos triosatados

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