Replicación del ADN
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Facultad de Medicina Genética – 1er Curso TEMA 0-5 REPLICACIÓN 9 Replicación del ADN. 9 Replicación del ADN eucariota. Replicación del ADN Apartados Introducción Replicones, “orígenes” y “finales” Mecanismo semi-conservativo Replicación semi-discontinua ARN cebador Replicación del ADN Introducción Replicación Es el proceso por el que una célula copia su ADN antes de dividirse. El ADN es copiado en dirección 5’ Æ 3’ por la ADN polimerasa utilizando ADN de simple cadena como molde. Replicación del ADN Introducción Replicación del ADN Replicones, “orígenes” y “finales” Replicón: cualquier pieza de ADN que se replica como una única unidad. Origen: punto del replicón en el que siempre se inicia la replicación. Finales: se producen dos horquillas de replicación bidireccionales a partir del origen, y las cadenas se copian conforme se van separando hasta alcanzar el final. Replicación del ADN Mecanismo semi-conservativo Meselson y Stahl Tres eran los posibles mecanismos a considerar Replicación del ADN Mecanismo semi-conservativo Meselson and Stahl Replicación del ADN Mecanismo semi-conservativo Centrifugación Generaciones 0 1 2 3 LL LH HH L: ligera (“light”) H: pesada (“heavy”) Cadenas ADN Replicación del ADN Cadenas adelantada y atrasada Replicación semi-discontinua La replicación del ADN tiene lugar en dirección 5’ Æ 3’. Conforme se abre la doble hélice del ADN, una cadena adelantada es sintetizada sin problemas. Sin embargo, la cadena atrasada, debe ser sintetizada a trozos que luego se unen. Estos pequeños trozos se llaman fragmentos de Okazaki. Replicación del ADN ARN cebador ADN polimerasa sólo es capaz de añadir nucleótidos en dirección 5’ Æ 3’ a una cadena preexistente. Inicialmente se une un pequeño cebador de ARN a la cadena sencilla. Un enzima llamado primasa añade los nucleótidos. ADN polimerasa puede ahora extender la cadena. El ARN cebador se elimina mediante un tipo especial de ADN polimerasa (I). Replicación del ADN eucariota Apartados Ciclo celular Replicación ADN eucariota Replicación del ADN eucariota Ciclo celular En general, el Ciclo Celular puede dividirse en dos fases: INTERFASE G1- La célula crece durante un tiempo S- Copia su genoma G2- Se prepara para la mitosis En la fase MITÓTICA Mitosis: La célula separa las dos copias de su genoma Profase-prometafase-metafase-anafase-telofase Citoquinesis: se divide la célula Replicación del ADN eucariota Ciclo celular En la fase S, cada uno de los cromosomas se desenrolla y se replica. Cuando los cromosomas condensan de nuevo, los duplicados están unidos por sus centrómeros. El cromosoma se representa como dos cromátidas hermanas. ahora Replicación del ADN eucariota Ciclo celular Replicación del ADN eucariota Ciclo celular Replicación del ADN eucariota Replicación ADN eucariota Los cromosomas de eucariotas contienen muchos replicones, cada uno con su origen: 50.000100.000 replicones de 40-200 kb. Resumen de la Replicación del ADN Conocer la diferencia entre cadenas adelantada/ atrasada. Conocer qué enzimas ayudan a la ADN polimerasa (helicasa, primasa, ligasa). Recordar que se utilizan dNTPs. Replicación del ADN (I) Objetivos Introducción Replicones, “orígenes” y “finales” Replicación es el proceso por el que una célula copia su ADN antes de dividirse. El ADN es copiado en dirección 5’ Æ 3’ por la ADN polimerasa. Cualquier fragmento de ADN que se replica como una única unidad se denomina replicón. El punto del replicón en el que siempre se inicia la replicación es el “origen”. Los “orígenes” tienden a ser ricos en A=T para facilitar su apertura. A partir del origen se producen dos horquillas de replicación bidireccionales, y las cadenas se copian conforme se van separando hasta alcanzar un “final”. Mecanismo semi-conservativo Replicación semi-discontinua Durante la replicación, las cadenas de la doble hélice se separan mediante la helicasa. Cada cadena actúa como un molde para la síntesis de una complementaria. Se utilizan desoxirribonucleósidos 5’-trifosfatos. Así pues, cada célula hija recibe una de las cadenas “progenitoras” originales. La ADN polimerasa sólo puede copiar en dirección 5’ Æ 3’. De ahí que en cada horquilla de replicación, la cadena adelantada es sintetizada como una pieza continua mientras la cadena retrasada se produce discontinuamente, en fragmentos cortos en dirección contraria. Son fragmentos de 1000-2000 nt en procariotas y de 100-200 nt en eucariotas. Se denominan fragmentos de Okazaki. Estos fragmentos se unen mediante ADN ligasa. Replicación del ADN (y II) Objetivos ARN cebador Ciclo celular La cadena adelantada y todos los fragmentos de cadenas retrasadas son cebados inicialmente por síntesis de un trozo corto de ARN, el cebador, mediante la primasa. Este ARN es elongado con ADN. Finalmente, se eliminan los cebadores y se reemplazan por ADN antes de la ligación. La división celular en eucariotas sucede mediante una serie de fases conocidas como “ciclo celular”. La replicación del ADN (síntesis) tiene lugar en la fase S previa a la división mitótica. Replicación ADN eucariota Resumen Cromosomas eucariotas grandes contienen multiples replicones, cada uno con su propio origen. Pasos en la replicación del ADN: 1 – las helicasas desenrollan la doble hélice del ADN; 2 – se sintetiza un cebador de ARN mediante la primasa; 3 - se sintetizan una cadena adelantada y una atrasada; 4 – la cadena atrasada se sintetiza discontinuamente formando los fragmentos de Okazaki; 5 – se eliminan los cebadores de ARN y se unen los fragmentos mediante la ADN ligasa.
