Replicación de ADN

Una vez que se comprobó que el ADN era el material hereditario y se descifró su estructura, lo que quedaba era determinar como el ADN copiaba su información y como la misma se expresaba en el fenotipo. Matthew Meselson y franklin W. Stahl diseñaron el experimento para determinar el método de la replicación del ADN.

La replicación consiste en la síntesis de una copia de una molécula de ADN, es decir que a partir de una molécula de ADN se obtendrán dos moléculas idénticas. Este proceso esta relacionado con la reproducción y ocurre en la fase S del ciclo celular. De esta forma después que ha tenido la división celular, cada célula hija posee la misma información genética. se produce en el núcleo en eucaristías y en el citoplasma en procariotas.

Caracteristicas del mecanismo de replicación.
Una vez descubierta la estructura del ADN, se plantearon tres hipótesis para así tratar de explicar el proceso de replicación.

1. Replicación conservativa.
Según esta hipótesis, las dos cadenas de la doble hélice hija se sintetizan de nuevo a partir del molde de la parental que permanece.
Durante la cual se producirá un ADN completamente nuevo durante la replicación.

2. Replicación Dispersiva.

Según esta , las dos cadenas tendrían fragmentos de cadena antigua y fragmentos recién sintetizados.

Implicaría la ruptura de las hebras de origen durante la replicación que,de alguna manera se re ordenarían en una molécula con una mezcla de fragmentos nuevos y viejos en cada hebra de ADN.

3. Replicación semiconservativa.

se originan dos moléculas de ADN, cada una de ellas compuesta de una hebra de el ADN original y de una hebra complementaria nueva. En otras palabras el ADN se forma de una hebra vieja y otra nueva. Es decir que las hebras existentes sirven de molde complementario a las nuevas.

Durante la replicación del ADN; cada hebra se separa y actúa como molde o patrón para la síntesis de una nueva cadena que posee una secuencia de bases complementarias, (G-C y A-T).

La Replicación es :

1. Semiconservativa.

La replicación del ADN se dice que se ajusta a un modelo semiconservativo, ya que en la doble hélice de cada célula hija se conserva una cadena original de la celula madre y la otra cadena se sintetiza nuevamente.

2. Bidireccional.

comienza por los puntos de origen (o) o locus Ori-C y avanza bidireccionalmente hacia los puntos de terminación formando burbujas de replicacion.

3. Antiparalela.

Los nucleotidos complementarios son seleccionados y fijados por la ADN polimerasa.

4. Semidiscontinua.

Una hebra de crecimiento continuo que es la conductora y otra de crecimiento discontinuo es retardada.

Principales moléculas implicadas en la replicación del ADN de los procariotas

ADN Polimerasas.

Son las enzimas que se encargan de catalizar la formación de enlaces fosfodiester entre dos nucleotidos consecutivos. Los nucleotidos complementarios actúan en la cadena como molde solo se añaden por el extremo 3.

ya que la cadena se lee en dirección 3´---5´ y se forma la direccion 5´----3´.

Para que se pueda llevar a cabo la catálisis necesitan un extremo 3´-OH libre necesario para que la ADN polimerasa pueda añadir los nucleotidos, por lo que requieren un cebador para iniciar la síntesis.

El cebador es un fragmento de ARN llamado primer o iniciador.

En E.coli (Procariotas) se conocen tres polimerasas

ADN Polimerasa I

kornbnberg, 1957

Actividad Polimerasa

presenta actividad exonucleasa y se encarga de rellenar espacios polimerizando ADN.

* Necesita MG++ como cofactor

* La energía es provista por la liberación de PPI

* El ADN actúa como molde

* Necesita un cebador que ofrezca un extremo 3´-OH libre para agregar nucleotidos

* La elongación ocurre en dirección 5´--->3´

FIDELIDAD DE LA REPLICACION

*Esta dada por la actividad de la exonucleasa.

*Requerimiento de primers.

*Imposibilidad de la polimerasa de agregar nucleotidos si no hay apareamiento exacto en los nucleotidos previos.

*Implica la imposibilidad de replicacion en dirección 3´-5´.

ADN Polimerasa II

Esta interviene en la reparación del ADN.

ADN Polimerasa III

Esta sintetiza la mayor parte del ADN durante la replicacion.

*La DNA Pol III es la enzima principal en la replicacion.

*Multimerica, con varias subunidades.

El corazón catalítico lo componen las subunidades a que corresponden a dos copias de ADN pol III, la subunidad con actividad correcta exonucleasa 3´-5´ y la subunidad O cuya fusión podría ser la de ensamblar las otras dos.

HELICASAS.

separan las dos hebras de la molécula de ADN mediante la rotura de los puentes de hidrógeno que las mantienen unidas; de este modo cada hebra puede actuar de molde para la síntesis de una nueva cadena.

GIRASA.

son enzimas encargadas de desarrollar la doble hélice de ADN a medida que se va replicando, para medir la acción del ADN polimerasa.

descarga (2).jpg

TOPOISOMERASAS.

cortan una hebra y permiten que la molécula de ADN rote al rededor del enlace fosfodiester, liberando la tensión producida por el super enrollamiento del ADN.

PRIMASA.

Es un ARN polimerasa que sintetiza pequeños fragmentos de ARN llamados cebadores o "primer".

PROTEINAS SSB.

Son proteinas estabilizadoras de la cadena sencilla. una vez que actua la helicasa se unen las cadenas sencillas, estabilizandolas mientras se produce la replicacion.

ADN LIGASAS.

Se encargan de unir Fragmentos adyacentes de ADN, que se encuentran correctamente emparejados con la hebra complementaria.