Estructura Y Función De Las Biomoléculas - Universidad De Extremadura - PDF

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tema-11.pdf _carlaa_08 ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS BIOMOLÉCULAS 1º Grado en Biología Facultad de Ciencias Universidad de Extremadura Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9448951 ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE BIOMOLÉCULAS T-11. BIOSÍNTESIS DEL DNA PROPIEDADES DE LA SÍNTESIS DEL DNA Replicación semiconservativa: esto significa que el DNA de la madre está formado por dos cadenas. Una de esas cadenas pasará a una célula hija, y la otra cadena pasará a otra célula hija (semiconservativa porque cada célula hija conserva la mitad de la célula madre). Replicación bidireccional: a partir de un origen de replicación se empieza a desarrollar en la doble hélice y tiene lugar la replicación en 2 dimensiones opuestas. PROPIEDADES QUE INTERVIENEN EN LA BIOSÍNTESIS DEL DNA ▪ Proteína DnaA: factor de iniciación. Reconoce la secuencia de origen, promueve la separación inicial de la doble hélice. ▪ Proteína DnaB: Helicasa 5´→3´. Se mueve a lo largo hebra molde retrasada dirección 5´a 3, desenrollando la doble hélice. (actúa en el origen de replicación rompiendo los puentes de hidrógeno, y va separando la doble hélice). ▪ Proteína DnaC: chaperona de la DnaB. Requerida para la unión de DnaB en el origen. Ayuda al ensamblaje de otras proteínas. ▪ HU: proteína tipo histona (de unión al DNA). Facilita el inicio. ▪ Primasa (proteína DnaG, no requiere 3´-OH para unir el primer nucleótido): síntesis del RNA cebador. Forma el complejo denominado Primosoma con la helicasa DnaB. (Aparece para colocar los primeros nucleótidos) ▪ Pri (A, B y C): intervienen en el ensamble del primosoma. La PriA es una helicasa 3´→ 5´. ▪ SSB: proteínas de unión al DNA de hebra simple. Impiden re- apareamiento de las hebras antes de su replicación. (se enganchan a las cadenas separadas e impiden que estas vuelvan a juntarse, dañado a la vez estabilidad. ▪ DNA girasa (topoisomerasa II): desenrollamiento del DNA. Libere la tensión torsional mediante cortes transitorios de DNA parental. (evita que se generen tensiones en la cadena de DNA). ▪ Dam metilasa: metila A en las secuencias 5´-GATC del oriC. ▪ DNA polimerasa III: sintetiza la mayor parte del DNA. Corrige errores. Holoenzima de elongación. ▪ DNA polimerasa I: elimina el cebador de RNA, rellena espacios o huecos con DNA y corrige errores. ▪ DNA ligasa: cierra covalentemente cadenas de DNA de doble hebra (une los fragmentos de Okazaki). ▪ Tus: localiza genes de terminación. PROCESIVIDAD: capacidad de una enzima o complejo enzimático de llevar a cabo múltiples ciclos catalíticos de forma progresiva sin disociarse de su sustrato polimérico (en vez de disociarse tras cada reacción catalítica). Es una medida de la eficacia de la enzima. MECANISMO DE LA BIOSÍNTESIS DEL DNA INICIO DE LA REPLICACIÓN: MECANISMO Y PROTEÍNAS IMPLICADAS Origen de la replicación en E. coli: oriC, 245 pb. Contiene 3 secuencias idénticas de 13 nucleótidos (13 pb) ricas en AT y 4 ó 5 sitios de unión (de 9 pb) para la proteína DnaA. 1. Activación por metilación de A en GATC (Dam metilasa). 2. Unión de DnaA (20 a 30 copias) a oriC, hace que el segmento de DNA rico en AT se separe en dos hebras simples. 3. La DnaA unida a oriC recluta dos hexámeros de DnaB, uno a cada extremo de la región desnaturalizada. Es la DnaB (helicasa) quien separa después las hebras de DNA. El proceso requiere ATP y la proteína HU que facilita que el DNA se enrolle primero y después se desenrolle. 4. Unión de SSB para mantener separadas las cadenas de DNA. 5. La DNA girasa (topoisomerasa) alivia la tensión creada por la DnaB helicasa. ELONGACIÓN DE LA REPLICACIÓN DEL DNA: MECANISMO HORQUILLA DE REPLIACIÓN Las ADN polimerasas se unen a las cadenas molde de DNA recién separadas en la burbuja e inician la síntesis de las cadenas hijas complementarias. En cada horquilla de replicación se sintetizan una cadena adelantada y una retrasada. Este proceso (elongación) es diferente en ambas cadenas. - Síntesis de la cadena adelantada (hebra continua) La helicasa separa las dos hebras de la hélice del DNA. Mueve 1000 nucleótidos/segundo. -La DNA pol III comienza la síntesis de la hebra conductora utilizando el RNA cebador creado por la primasa. Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9448951 -Por delante de la polimerasa el DNA dúplex se desenrolla por acción de la helicasa DnaB. Varias copias de la proteína SSB se unen a cada hebra estabilizándolas. - La hebra conductora se sintetiza de forma continua por la DNA pol III y al mismo tiempo la DNA girasa (topoisomerasa II) introduce superenrollamientos negativos. *Mis apuntes → La cadena adelantada es complementaria de la cadena 3´→ 5´molde del DNA, y se forma en el sentido de apertura de la horquilla de replicación. En su síntesis intervienen la ARN primasa, que sintetiza el cebador, y la ADN polimerasa III, que cataliza la síntesis continua, en sentido 5´→ 3´, de la cadena adelantada mediante la adición de Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. nucleótidos a partir del extremo 3´OH del cebador. - Síntesis de la hebra retardada. Fragmentos de Okazaki *Mis apuntes→ la cadena retrasada es complementaria de la cadena 5´→ 3´molde del DNA, por lo que se sintetiza en forma de pequeñas piezas discontinuas de DNA, los fragmentos de Okazaki, que se fabrican en el sentido inverso al de la apertura de la horquilla de replicación. La síntesis de la cadena retrasada se realiza en varias etapas: -La ARN primasa sintetiza el ARN cebador. -La ADN polimerasa III cataliza la síntesis, en sentido 5´→ 3´, de un corto fragmento de DNA mediante la adición de nucleótidos a partir del extremo 3´OH del cebador. Estos fragmentos de DNA, que llevan en su extremo 5´el ARN cebador, son los fragmentos de Okazaki. -La ADN polimerasa I, gracias a sus dos actividades, exonucleasa 5´→ 3´, y polimerasa 5´→ 3´, pone en marcha una reacción denominada traslación de mella. Esta reacción consiste en la eliminación de ribonucleótidos del extremo 5´del ARN cebador, acoplada con la extensión simultánea del extremo 3´del fragmento de Okazaki precedente, de forma que el ARN cebador es sustituido por DNA. Una vez eliminado por completo el ARN cebador, la ADN polimerasa I topa con una mella que no puede cerrar. -La ADN ligasa cataliza la formación del enlace fosfodiéster entre ambos extremos de la mella, con lo que esta se cierra y se obtiene una cadena de DNA completa. Sin embargo, la síntesis de esta hebra se coordina con la de la hebra continua. ¿Cómo ocurre? HOLOENZIMA DNA POLIMERASA III: MECANISMO DE ACCIÓN Y COORDINACIÓN DE LA SÍNTESIS DE LAS HEBRAS CONTINUA Y RETARDADA explicar aparte MECANISMO DE ACCIÓN DE LA DNA POLIMERASA III EN LA REPLICACIÓN DEL DNA DE E. COLI Formación del bucle de la cadena molde de la hebra retrasada. Tras sintetizar un fragmento de Okazaki de unos 1000 nucleótidos la holoenzima (DNA pol III) de la hebra retrasada abandona el molde de esta hebra (se libera de la abrazadera deslizante) y se coloca en un cebador nuevo cerca de la horquilla de replicación. Se forma de nuevo un bucle, se une una abrazadera deslizante, e inicia la síntesis de otro fragmento de Okazaki. MECANISMO DE ACCIÓN DE LA DNA LIGASA Requiere un donador de energía: NAD+ en procariotas y ATP: en eucariotas y fago T4. Etapas: Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS... Banco de apuntes de la a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9448951 ERRORES REPLICATIVOS Y ALTERACIONES EN LA SECUENCIA DEL DNA Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. MUTACIONES: TRANSICIONES Y TRANSVERSIONES Llamamos mutación a una variación espontánea y aleatoria en la secuencia de genes que componen el DNA de un ser vivo. Mutaciones por sustitución de bases: - Transición: se cambia una base púrica por otra púrica, o una pirimidínica por otra pirimidínica. - Transversión: se cambia una base púrica por una pirimidínica. REPARACIÓN DE LESIONES DEL DNA: MECANISMO Y SISTEMAS ENZIMÁTIOS IMPLICADOS 1.Escisión de la región del DNA dañada y reemplazamiento correcto: 1.1. Escisión de bases 1.2. Escisión de nucleótidos 2.Reparación de errores de replicación: mal apareamiento de bases 3.Reparación de roturas de doble cadena Abre tu Cuenta NoCuenta con el código WUOLAH10 y llévate 10 € al hacer tu primer pago