Replicación

DINAMISMO CONCEPTUAL
• Lo que decimos hoy es lo que conocemos hoy,
quizás mañana tengamos que actualizarlo.
• Indudablemente, la secuenciación del genoma
humano nos obligará a refinar numerosos
conceptos y a cubrir lagunas de nuestro
conocimiento, sobre todo en eucariotas.
DOGMA CENTRAL
DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
Replicación Transcripción
inversa
Transcripción
Traducción
Proteína
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA REPLICACIÓN
1. La replicación es semiconservativa.
2. Es ordenada y secuencial.
3. Utiliza
desoxirribonucleosidos-5’trifosfatos (dNTPs).
4. Catalizado por la DNA Polimerasa III.
5. Es discontínua.
6. Es un proceso exacto.
7. Es bidireccional.
8. Tres fases: iniciación, elongación y
terminación.
Estructura θ (“theta”)
INICIACIÓN DE LA REPLICACIÓN
1. La unión de DnaA+ATP a Oric desenrolla al DNA.
2. La helicasa DnaB continúa desenrollando.
3. La primasa DnaG sintetiza un RNA cebador.
ELONGACIÓN DE LA REPLICACIÓN
Reacción de la DNA polimerasa
El enlace fosfodiéster
Síntesis de la hebra retardada
Traducción con mella
DNA POLIMERASAS: I, II Y III
DNA polimerasa I:
replicación y reparación del DNA.
DNA polimerasa II: reparación.
DNA polimerasa III: replicación.
DNA polimerasa I: Fragmento Klenow
-
Monómero.
Proteína multidominio.
Actividad polimerasa 5’
3’
Fragmento Klenow
Actividad exonucleasa 3’
5’
Actividad exonucleasa 5’
3’
Requiere cebador DNA o RNA y molde DNA.
Procesividad moderada: 20 nt.
Frecuencia de error 10-7.
Holoenzima DNA polimerasa III
Subunidad β de la holoenzima DNA polimerasa III
- Complejo multiproteico: 900 kDa.
10 subunidades.
- Dímero asimétrico.
- Centro catalítico: α, ε y θ.
- α: Actividad polimerasa 5’
3’
- ε: Actividad exonucleasa 3’
5’
- τ2β2: Procesividad.
- Require cebador RNA y molde DNA.
- Procesividad elevada ≅ 500.000 nt.
- Frec. de error muy baja.
Subunidades de la DNA Pol III
Vista espacial (DNA en verde y blanco)
REPLICACIÓN DE GENOMAS DE RNA.
VIRUS DE RNA: RETROVIRUS
Virus de RNA: - Virus de plantas.
- Algunos virus animales (polio, influenza).
- Retrovirus (HIV).
Dos opciones: - Replicar RNA mediante RNA polimerasa.
- Convertir RNA en DNA mediante Transcriptasa inversa (Retrovirus).
LA REPLICACIÓN DEL DNA EN EUCARIOTAS
- Mecanismo de replicación: Similar a procariotas.
- Es semiconservativa, discontínua y bidireccional.
- Enzimas:
- 5 DNA polimerasas: α, ∆ y ε implicadas en replicación.
- Otras: factores de replicación.
- Ensamblaje de nucleosomas:
- Estructura de la cromatina.
- Replicación de la cromatina.
- Orígenes de replicación:
- El movimiento de la horquilla es 10 veces más lento que
en procariotas (75 nucleótidos/seg).
- Varios cientos de orígenes de replicación en cada
cromosoma.
- El problema de completar el extremo 5’en una molécula de
DNA lineal:
- Telómeros y telomerasa: ¿la clave de la inmortalidad?
Estructura de la cromatina
Replicación de la cromatina
El problema de completar el extremo 5’
en una molécula de DNA lineal
La horquilla de
replicación llega al
final del DNA lineal
La excisión del último
RNA cebador deja un
hueco que no puede
ser rellenado por los
procesos que
replicaron el resto del
dúplex.
Hueco
RESUMEN
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La replicación es semiconservativa y bidireccional.
La replicación comienza en los orígenes de replicación.
Es ordenada y secuencial.
Las polimerasas sintetizan en dirección 5’ 3’ y necesitan cebador.
La DNA Pol III es la responsable de la replicación.
La DNA Pol I contribuye a la replicación.
La síntesis de las dos hebras está coordinada por la DNA Pol III.
El primosoma define la progresión de la replicación.
El ciclo celular está coordinado con la replicación:
si hay replicación, hay división.