TRANSMITEREA INFORMATIEI GENETICE
REPLICAREA ADN
SUMAR
Replicarea ADN precede diviziunea celulara
ADN-ul este replicat prin intermediul utilizarii uneoi catene drept matrita pentru sinteza unei catene complementare.– toate nucleotidele sunt adaugatela capatul 3’ al catenei in
crestere– una dintre catene este sintetizata continuu, in timp ce cealalata
este sintetizata discontinuu
cromosomii replicati sunt distribuiti in nucleii celulelor fiice, care rezulta in urma diviziunii
Replicarea are loc in faza S a ciclului celular
Replicarea este semiconservativa, fiecare catena servind ca matrita pentru sinteza unei catene complementare
Sinteza ADN se desfasoara la nivelul unor repliconi, alcatuiti fiecare dintr-o origine de replicare si doua furci de replicare divergente (bidirectional)
La nivelul fiecarei furci de replicare se afla un complex de enzime, incluzand ADN polimeraza. Celelalte enzime sunt primaza, helicazele si topoizomeraza
Replicarea este semiconservativa, fiecare catena a ADN-ului servind ca matrita pentru sinteza unei catene complementare.
Replicarea se desfasoara conform acestui model, atat la eucariote, cat si la procariote si virusuri
directia de deplasare a furcii de replicare
Furca dereplicare
REPLICAREA ADN ESTE SEMICONSERVATIVA
EXPERIMENTUL MESELSON-STAHL
POLIMERIZAREA ADN
polimerizarea nucleotidelor in ADN necesita:– ADN polimeraza– dATP, dGTP, dCTP, dTTP (dNTPs) (nucleotidele in forma trifosfat)– matrita monocatenara de ADN– un primer, cu un capat 3’ hidroxil liber, la nivelul caruia sa se accepte
nucleotida nou-venita
enzime/proteine accesorii:– proteine care se leaga la monocatena ADN (single-strand binding
proteins)– primozomul, care contine ARN primaza– helicaza, necesara anularii spiralizarii ADN– giraza, necesara relaxarii superrasucirilor aparute in fata furcii de
replicare
SINTEZA ADN
3’cresterea catenei ADN
5’
cresterea catenei ADN3’ 5’
directia de deplasare a furcii de replicare
CATENA CONDUCATOARE SI CATENA INTARZIATA
Limitarea este impusa de sinteza ADN, strict in directia 5’ spre 3’
Cele doua catene ADN sunt utilizate diferit la nivelul furcii de replicare– catena conducatoare (leading strand) este
sintetizata continuu– catena intarziata (lagging strand) este
sintetizata de o maniera discontinua sunt sintetizate fragmente Okazaky fragmentele sunt cuplate intre ele cu
ajutorul ADN ligazei
leading
lagging
3’
5’
3’
5’
3’
5’
3’
5’
SINTEZA CATENEI INTARZIATE
APARATUL DE REPLICARE
Rolul primazei Rolul helicazeiRolul topoizomerazei Rolul SSBp
ORIGINEA DE REPLICARE
Replicarea ADN debuteaza la nivelul unei secvente specifice de nucleotide, numita origine de replicare– initierea are loc prin cuplarea proteinelor care recunosc originea de
replicare, a caror functie este de a deschide helixul si de a recruta apoi componentele aparatului de replicare
Sinteza ADN se va desfasura in continuare bidirectional, plecand de la nivelul originii de replicare
REPLICAREA BIDIRECTIONALA
Fiecare replicon poseda o origine de replicare, de la nivelul careia replicarea se desfasoara bidirectional
Directia de deplasare a furcii de replicare
Directia de deplasare a furcii de replicare
REPLICAREA CROMOSOMULUI CIRCULAR
• Exista o singura origine de replicare
• Replicarea este bidirectionala, cu formarea unei structuri intermediare, numita structura theta
ALTE SITUATII
Unele molecule de ADN circular (ex. plasmidele) se replica dupa modelul cercului rotativ– matrita circulara este replicata continuu– catena liniara este replicata discontinuu, cu ajutorul fragmentelor
Okazaki
Telomerii– reprezinta capetele specializate ale cromosomilor liniari de la
eucariote– sunt replicate cu ajutorul telomerazei
telomeraza foloseste ca matrite mici fragmente de ARN telomeraza este o specie de revers transcriptaza
– in absenta telomerilor, catena conducatoare se va scurta de fiecare data, la indepartarea primerului de la nivelul caruia a debutat replicarea, ceea ce va conduce la deletia unor gene esentiale bunei functionari a celulei
REPLICAREA DUPA MODELUL CERCULUI ROTATIV
- caracteristic anumitor plasmide si fagi- o catena ramane circulara si
functioneaza ca matrita pentru sinteza continua
- catena decuplata, va oferi un capat 5’ si va servi ca matrita pentru sinteza discontinua
- sinteza continua cu formarea mai multor copii ale genomului, intr-o strunctura multimerica
- are loc clivajul si separarea, precum si incliderea circulara a moleculelor nou sintetizate
REPLICAREA TELOMERILOR
- replicarea normala a capetelor cromosomului ar conduce la scurtarea acestei regiuni si, implicit, la pierderea de informatie genetica
- telomerii contin multiple copii ale unor mici secvente repetitive
- au rolul de a preveni pierderea de informatie genetica si aderarea cromosomilor la nivelul capetelor
- sunt replicati printr-un mecanism special