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BIOLOGIA CELULAR Y MOLECULARReplicacin del ADNLic. Mblgo. HENRY WILLIAN SANCHEZ MENDOZA

INTRODUCCIN: La vida de las clulas transita por dos etapas que se alternan cclicamente, conocidas con los nombres de INTERFASE Y MITOSIS. La interfase se subdivide en tres periodos, llamados (etapa G1, S y G2)

Etapa G1Es la primera fase del ciclo celular, existe crecimiento celular con sntesis de protenas y de ARN.Tienen lugar las distintas actividades de la clula (secrecin, conduccin contraccin, endocitosis, etc).La clula duplica su tamao y masa debido a la continua sntesis de todos sus componentes, como resultado de la expresin de los genes que codifican las protenas responsables de su fenotipo particular.Tiene una duracin de entre 6 y 12 horas.Las clula que no se dividen nuevamente (como las nerviosas) pasan toda su vida en este perodo, que en estos casos se denomina G0, ya que las clulas se retiran del ciclo celular.Fase SEsta es la fase del ciclo celular en donde el ADN se encuentra sintetizado (de ah viene el nombre de fase S).En cuyo transcurso se produce la replicacin del ADNEsta fase tiene la duracin ms larga del ciclo celular, entre 7-10 horas.Fase G2Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular.En esta fase, ya con el ADN duplicado, la clula ensambla las estructuras necesarias para la separacin de las clulas hijas durante la divisin celular y la citocinesis (separacin del citoplasma). Al final de este perodo se observa al microscopio cambios en la estructura celular, que indican el principio de la divisin celular. Tiene una duracin entre 3 y 4 horas.

Ciclo celularCiclo celularInterfaseFase MProfaseMetafaseAnafaseTelofaseFase G0Fase G1Fase SFase G2La replicacin del ADN es la proceso de sntesis de nuevas hebras de ADN usando como molde una cadena ya existente.Este proceso es semiconservativo y bidireccional. Funciona igual, tanto en procariontes como en eucarionte.La replicacin del ADN se han estudiado principalmente en procariotas con genoma simple como la E. Coli.

REPLICACIN DEL ADNSe dieron muchas hiptesis sobre como se duplicaba el ADN, hasta que Watson y Crick propusieron la hiptesis semiconservativa, segn la cual, las nuevas molculas de ADN formadas a partir de otra antigua, tienen una hebra antigua y otra nueva.

Las principales molculas enzimticas implicadas en la replicacin del ADN son: Helicasa. Protena de unin a cadena sencilla. ADN polimerasa. Girasa. Primasa. Ligasa.

Maquinaria enzimticaLa replicacin comienza en un punto del ADNPrincipios de replicacin

LazoHorquilla de replicacinHorquilla de replicacinPrincipios de replicacin

Principios de replicacin

Principios de replicacin

Principios de replicacin

En las procariotas existe un solo origen de replicacin, denominado OriC y, a partir de este nico punto de origen, la replicacin progresa en dos direcciones, de manera que existen dos puntos de crecimiento u horquillas de replicacin. La replicacin del ADN en procariotas sucede a una velocidad de 500 nucletidos por segundo.

Fases de la replicacin

Horquilla de replicacinHorquilla de replicacinOrigen de replicacin (OriC)Reconocimiento del sitio de inicio de la replicacin.Separacin de las cadenas parentales de ADN.Estabilizacin parcial de esas cadenas como cadenas sencillas de ADN (Protenas SSB).Formacin del complejo de iniciacin.Sntesis del ARN cebador tanto en la cadena retardada como en la cadena conductora.

Fases de la replicacinIniciacinCuando se mira solamente una de las horquillas de replicacin, una de las hlices se sintetiza de forma continua, la hlice conductora (tambin llamada hlice lder).

La otra hlice se sintetiza de manera discontinua, hlice retardada (tambin llamada hlice retrasada), a base de fragmentos cortos o fragmentos de Okazaki.Fases de la replicacinIniciacinLa primasa sintetiza los cebadores necesarios para la sntesis discontinua de la cadena retrasada de ADN.Extensin de los nuevos fragmentos de ADN por la ADN polimerasa. La ADN polimerasa elimina los cebadores y rellena los espacios que quedan al eliminar los cebadores.La ligasa une los fragmentos de ADN catalizando la formacin de un enlace fosfodiester entre el extremo 5PO4- de un nucletido y el grupo 3OH- del nucletido adyacente.Fases de la replicacinFragmentos de OkazakiLa ADN Polimerasa III acta en ambas cadenas de ADN.Se forman la cadena continua y fragmentos de Okazaki.Fases de la replicacinElongacin

Hlice conductoraHlice conductoraHlice retardadaFragmento de OkazakiCebadoresLa ADN Polimerasa I degrada los cebadores y los reemplaza por ADN complementario.La ADN ligasa une todos los fragmentos de ADN de Okazaki.Fases de la replicacinTerminacin

Cadenas molde de ADNHorquilla de replicacinADN polimerasaADN ligasaFragmentos de OkazakiCadena retrasadaCadena adelantadaSimilar a lo que ocurre en procariotas.Las histonas antiguas se fusionan con la hebra conductora.Mayor nmero de replicones u horquillas.Ms lento (10 veces) por la existencia de histonas.Fragmentos de Okazaki ms pequeos.Ocurre durante la interfase en el periodo o fase S del ciclo celular.Ocurre siempre en el interior del ncleo.La replicacin del ADN en el ser humano se realiza a una velocidad de 50 nucletidos por segundoReplicacin del ADN en eucariotasPREGUNTASEl ADN se replica por cul de los siguientes modelos propuestosEn qu direccin se replica el ADN?Cul de los siguientes elementos no est implicado en la formacin de las horquillas de replicacin?Mencione Daos, mutaciones y reparacin del ADN