Tema 3: Replicación Cromosómica - PDF

Tema 3. Replicación cromosómica ¿Qué vamos a ver? - Propiedades de la replicación de DNA - Enzimas implicadas en la replicación - Proceso global de la replicación - Diferencias entre la replicación procariota y eucariota - Formación de los telómeros Significado biológico de la replicación...

Tema 3. Replicación cromosómica ¿Qué vamos a ver? - Propiedades de la replicación de DNA - Enzimas implicadas en la replicación - Proceso global de la replicación - Diferencias entre la replicación procariota y eucariota - Formación de los telómeros Significado biológico de la replicación El material genético tiene que ser capaz de: - Replicarse produciendo copias de sí mismo - Transmitirse de una célula en la división celular - Expresar la información que contiene El significado biológico de la replicación es la de conservar la información genética para que, cuando una célula se divida, la dos nuevas células posean la esa misma información genética (perpetuación de la especie) Procariotas! Eucariotas! Características de la replicación del DNA Características de la replicación del DNA - Semiconservativa - Bidireccional - Semidiscontinua La replicación del DNA es semiconservativa Conservativa Semiconservativa Dispersa La replicación del DNA es semiconservativa Cuando un cadena se replica da lugar a dos cadenas donde ambas tienen una cadena original y otra de nueva síntesis 1ª división 2ª división 3ª división La replicación del DNA es semiconservativa Matthew Meselson and Franklin Stahl (1958) Se cultivan con 15N (isótopo pesado) Se sustituye el 15N por 14N (isótopo ligero) Se toman muestras tras: 30 min (1ª generación) Idiv 60 min (2ª generación) 2 dive La replicación del DNA es semiconservativa Matthew Meselson and Franklin Stahl (1958) Separación de ADN marcado con N15 (H, heavy) de N14 (L, Light) posible mediante centrifugación en un gradiente de cloruro de cesio L/L H/L H/H 14/14 14/15 15/15 Tras 1ª generación! H/L% 14/15% Tras 2ª generación! L/L% H/L% 14/14% 14/15% La replicación del DNA es semiconservativa La replicación del DNA es bidireccional La replicación del DNA es semidiscontinua Recordemos que: - La síntesis de DNA necesita un molde complementario - La síntesis de DNA necesita un grupo OH en 3’ para ir alargando la cadena - La dirección de síntesis del DNA es siempre 5’ ! 3’ 5’% 3’% 3’% 5’% La replicación del DNA es semidiscontinua Cadena atrasada, Cadena rezagada! Cadena conductora, cadena líder! Proceso global de la replicación del DNA - Iniciación - Elongación - Terminación ¿Cómo ocurre la replicación? La iniciación Reconocimiento del origen de replicación: Complejo de iniciación Helicasas: son complejos hexaméricos se unen al origen de replicación y van separando las dos hebras. Proteínas de unión a cadena sencilla (SSB): se unen a las cadenas separadas para evitar que se vuelvan a unir. Topoisomerasas: elimina el superenrollamiento que tiene lugar por la acción de las helicasas. ¿Cómo ocurre la replicación? La iniciación ¿Cómo ocurre la replicación? La elongación Para la síntesis de DNA se requiere un nucleótido con un –OH en 3’ a partir del cual elongar la cadena: Primasa Añade un cebador de RNA para que la DNA polimerasa pueda comenzar a copiar la cadena molde DNA polimerasa (DNApol): cataliza la reacción de formación del enlace fosfodiéster entre el –OH en 3’ de la cadena y el fosfato en 5’ del nucleótido que se incorpora Además de esta actividad polimerasa, las DNApol pueden tener otras actividades: - Actividad exonucleasa 3’!5’: actividad correctora de errores de la replicación - Actividad exonucleasa 5’!3’: usada en la eliminación de los fragmentos de RNA iniciadores de la replicación ¿Cómo ocurre la replicación? La elongación DNA polimerasas en procariotas y eucariotas Procariotas% 5 Cada una Tiene función especializada diferente una Enzima Función DNA polimerasa I Elimina los cebadores y rellena el espacio DNA polimerasa II Reparación de errores DNA polimerasa III Elongación (también corrección) DNA polimerasa IV Reparación de errores DNA polimerasa V Reparación de errores Eucariotas% 13 Enzima Función DNA polimerasa α Sintetiza el cebador y comienza la elongación DNA polimerasa β Reparación de errores DNA polimerasa δ Elongación DNA polimerasa ε Elongación DNA polimerasa γ Replicación DNA mitocondrial ¿Cómo ocurre la replicación? La terminación La replicación termina con la maduración de los fragmentos de Okazaki que implica: - Eliminación de los cebadores CONA polimerasa y abras enzimas - Relleno de los huecos - Unión de los fragmentos resultantes (DNA ligasa) ¿Cómo ocurre la replicación? La terminación Además la terminación de la replicación se completa con: - La eliminación de los cebadores de la cadena conductora - El relleno de los huecos originados - Replicación de los extremos del cromosoma (telómeros) ¿Cómo ocurre la replicación? La elongación Replicación de los telómeros Replicación de los telómeros Telómeros: regiones situadas en los extremos de los cromosomas lineales de eucariotas y que está formado por DNA repetitivo no codificante. Los telómeros están implicados en la estabilidad de cromosoma. Replicación de los telómeros Telomerasa: es un tipo de DNA polimerasa (DNApol de DNA dirigida por RNA) que es capaz de alargar los telómeros añadiendo fragmentos correspondientes a las secuencias repetidas que los forman. Resumen de las enzimas implicadas en la replicación Enzimas Función Complejo de iniciación Reconoce los orígenes de replicación Helicasas Rompe puentes de hidrógeno entre las cadenas de DNA para separarlas y propagar la burbuja de replicación Topoisomerasas Geras de · Relajan el superenrollamiento creado por la helicasa SSB Impiden que las cadenas, una vez separadas, se vuelvan a unir Primasas Sintetiza fragmentos pequeños de RNA para que la DNApol pueda empezar a sintetizar DNA DNA polimerasas Cataliza la síntesis de DNA, así como la eliminación del cebador (procariotas) y el relleno de los huecos. Tambien están implicadas en la corrección de errores Ligasas Catalizan la formación del enlace fosfodiéster para la unión de los frangmentos de Okazaki y los fragmentos generados por la cadena conductora Telomerasas Catalizan el alargamiento de los telómeros Diferencias entre la replicación en procariotas y eucariotas Procariotas Eucariotas 5 DNA polimerasas Unas 13 DNA polimerasas Las DNA polimerasas tienen actividad exonucleasa No todas as DNA polimerasas tienen actividad exonucleasa La DNApol I tiene actividad 5’!3’ exonucleasa Ninguna DNApol tiene actividad actividad 5’!3’ exonucleasa En el cromosoma bacteriano hay un solo origen de replicación En el cromosoma eucariota hay varios orígenes de replicación Los fragmentos de Okazaki tiene unos 1000-2000 nucleótidos Los fragmentos de Okazaki tiene unos 150-200 nucleótidos No hay proteínas asociadas al DNA (además del nucleoide) Existen proteínas histónicas y no histónicas asociadas al DNA Cromosoma circular. No hay problema de telómeros Cromosoma lineal. Problema de replicación de telómeros Bibliografía