Tema 5.3. Replicación del ADN

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El flujo de la
información
genética:
REPLICACIÓN
La replicación según Watson & Crick
g
a
c
t
5’…gatccgacttagacc…3’
3’…ctaggctgaatctgg…5’
5’…gatccgacttagacc…3’
5’…gatccgacttagacc…3’
3’…ctaggctgaatctgg…5’
3’…ctaggctgaatctgg…5’
5’…gatccgacttagacc…3’
3’…ctaggctgaatctgg…5’
Distribución semiconservativa
El experimento de Meselson y Stahl
g
El experimento de Meselson y Stahl
El experimento de Meselson y Stahl
El experimento de
Meselson y Stahl
Mecanismo de la replicación
DNA polimerasa (A. Kornberg y col. 1958) 103 kdaltons
Reacción:
(DNA)n residuos + dNTP
(DNA)n+1 residuos + PPi
Requerimientos: los 4 dNTPs (dATP, dGTP, dTTP, dCTP)
Presencia de Mg2+
Cadena cebadora con grupos 3’-OH libres
Molde de DNA de cadena sencilla
Elongación en dirección 5’ a 3’
Mecanismo de la replicación
Actividad 3’ a 5’ exonucleasa
de la DNA polimerasa I
Actividad 5’ a 3’ nucleasa
de la DNA polimerasa I
Estructura de la DNA polimerasa I
(fragmento Klenow)
Proteasa
Exonucleasa
5’-3’
Exonucleasa
3’-5’
Polimerasa
Fragmento grande (Klenow)
Corrección de errores en la replicación por medio de la
actividad 3’ a 5’ exonucleasa de la DNA polimerasa I
Clases de DNA polimerasas en organismos procarióticos
Nombre
Función
DNA polimerasa I
Elimina el cebador y lo sustituye
Rellena los huecos en la hebra retrasada
DNA polimerasa II
Repara el DNA, no necesaria en replicación
DNA polimerasa III
Enzima principal en la replicación del DNA
Requerimientos: los 4 dNTPs (dATP, dGTP, dTTP, dCTP)
Presencia de Mg2+
Cadena cebadora con grupos 3’-OH libres
Molde de DNA de cadena sencilla
Elongación en dirección 5’ a 3’
Actividad exonucleasa 3’-5’
Marcaje radiactivo del DNA de una bacteria:
visualización de estructuras theta (θ)
Primera ronda
de replicación
Autoradiografía
Interpretación
Autoradiografía
Interpretación
Segunda ronda
de replicación
Una copia del ADN imposible
La copia correcta del ADN: fragmentos de Okazaki
Sitios específicos de origen de la replicación (E. coli)
Iniciación de la
Replicación en E. Coli
La replicación necesita un cebador
Arquitectura propuesta para la DNA polimerasa III
Subunidad catalítica
Actividad
Exonucleasa 3’-5’
Pinza deslizante
Coordinación en la síntesis
de la hebra guía y la hebra
retardada del ADN
Coordinación en la síntesis
de la hebra guía y la hebra
retardada del ADN
Proteínas que intervienen en la horquilla de replicación
Clases de DNA polimerasas en organismos eucarióticos
Nombre
Función
DNA polimerasa α
Subunidad primasa
Unidad DNA polimerasa
Polimerasa iniciadora
Sintetiza el cebador de RNA
Añade unos 20 nucleótidos al cebador
DNA polimerasa β
Repara el DNA
DNA polimerasa δ
Enzima principal en la replicación del DNA
Proteína
Función
Tamaño
(kD)
Moléculas
por célula
Mecanismo de la DNA ligasa
ADN relajado y enrollado
ADN relajado y enrollado: Topoisómeros
Estructura de la Topoisomerasa I
ADN
Mecanismo de la topoisomerasa I
Topoisomerasa II
Mecanismo de la Topoisomerasa II
Topoisomerasa II o DNA girasa es blanco de varios antibióticos:
NOVOBIOCINA impide unión de ATP a la girasa
Ácido Nalidíxico y CIPROFLOXACINA dificultan rotura y
empalme de cadenas de DNA
Tratamiento de infecciones de las vías urinarias al inhibir la
replicación bacteriana.
Flujo de información en virus con ARN
Replicación de genomas de ARN que no pasan por DNA
Replicasa
Replicasa
Hebra sentido
Ejerce de mRNA
Híbrido
RNA-RNA
Replicasa o RNA polimerasa
dependiente de RNA
Hebra antisentido
Ejerce de molde
para las hebras
sentido
Hebra sentido
Empaquetada
en viriones
Flujo de información en los retrovirus: del ARN al ADN
Copia e integración del
genoma de un retrovirus
Zidovudina, Azidotimidina o AZT
El primer medicamento antirretroviral aprobado
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