AUTODUPLICACIÓN O REPLICACIÓN

La molé c ula de l DNA s e duplic a pa ra que a l d ivid irs e la c é lu la c a da de s c e ndie nte re c iba la m is m a in form a c ión g e né tic a .

La s ínte s is s e re a liz a a l a b rirs e la dob le h é lice y pe rm itir la

form a c ión de la c a de na c om ple m e nta ria , a l

inc orpora rs e los nuc le ótidos c orre s pondie nte s A-T, G -C

DIFERENCIAS EN PROCARIOTES Y EUCARIOTES:

1) E xis te n de 500 a 60000 re plic a c ione s e n c om pa ra c ión c on uno e n E . c oli.

2) La re plic a c ión e s m a s le nta (50 – 100 pb/s e g e n c om pa ra c ión a 750-1000 pb/s e g ) de b ido a la s prote ína s re la c iona da s c on e l DNA y a la s e s truc tura de la c rom a tina .

3) E xis te n a l m e nos 6 DNA polim e ra s a s de los c ua le s a lg unos c a re c e n de a c tivida d e e xonuc le a s a 3´- 5´.

4) S e re quie re n la a c tivida d de te lom e ra z a s pa ra que no s e a c orte n los e xtre m os e n c a da re plic a c ión.

5) E n e l c a s o de los e uc a riota s , e xis te n m últip le s oríg e ne s de re plic a c ión (de c ie ntos a m ile s ) pa ra que e l proc e s o de s ínte s is pue da re a liz a rs e e n un tie m po ra z ona b le .

DNA polimerasa IDNA polimerasa I Llena pequenos segmentos y reparacion del DNA. Llena pequenos segmentos y reparacion del DNA. Actividad exonucleasa 5`-3`Actividad exonucleasa 5`-3`

DNA polimerasa IIDNA polimerasa II Reparacion del DNAReparacion del DNA

DNA polimerasa IIIDNA polimerasa IIIEsta es la enzima que realiza el proceso replicativo, su función es Esta es la enzima que realiza el proceso replicativo, su función es la síntesis de DNA. También cuenta con actividad revisora, 3’la síntesis de DNA. También cuenta con actividad revisora, 3’5’ 5’

exonucleasa.exonucleasa.

HelicasaHelicasa Abren las cadenas de DNA.Abren las cadenas de DNA.

TopoisomerasaTopoisomerasa Evitan el superenrrollamientoEvitan el superenrrollamiento

RPA Mantiene las cadenas abiertasMantiene las cadenas abiertas

RNAasasRNAasas Degradan los cebadores.Degradan los cebadores.

LigasasLigasas Unen los fragmentos recien sintetizadosUnen los fragmentos recien sintetizados

ACTIVIDADES ENZIMÁTICAS QUE PARTICIPAN EN LA REPLICACIÓN DEL DNA EN EUCARIOTES

Clases de DNA polimerasa

α β γ δ ε ζ

Localización Nuclear Nuclear Mitocondrial Nuclear Nuclear Nuclear

Función Síntesis del ADN

del cebador

Reparación de ADN

Replicación del ADN

mitocondrial

Síntesis de la

cadena líder y

rezagada

Síntesis de la cadena rezagada

y reparación

de ADN

Síntesis sobre

dímeros pirimidina

Exonucleasa 3´→5´

NO NO SI SI SI ?

TOPOISOMERASAS

No de s e nrolla n por s í m is m a la s dob le s h é lic e s , s i no que re s ue lve e l prob le m a topológ ico libe ra ndo la te ns ión tors iona l .

E s ta a c c ión de la s topois om e ra s a s e n la re p lic a c ión s e lla m a n “p ivote ”

Exis ten tres tipos de topois omeras as :

Topoisomerasa IA:

Topoisomerasa IB:

Topoisomerasa II:

Ade m á s de pa rtic ipa r e n la re p lic a c ión; e s ta s e nz ima s pa rtic ipa n e n la re pa ra c ión y re c om bina c ión de l DNA. As imis m o inte ra c c iona c on la s 3 R NA polim e ra s a de e uca riota s .

DNA HELICASA

S on la s e nz ima s que prom ue ve n e l de s e nrro lla m ie nto prog re s ivo de l DNA dúple x.

FAMILIA DE HELICASA RecQ

S on im porta nte s pa ra m a nte ne r la in te g rida d de l g e nom a h um a no e n todos los org a n is m os inve s tig a dos .

E n e l h um a no los re pre s e nta nte s de e s ta fa m ilia inc luye n la s prote ína s de fe c tuos a s e n los s índrom e s de B loom y We rne r

DNA HELICASA

Proteína de Replicación A (RPA)

Promueve el desenrrollamiento intensivo del origen de replicación.

Estimula la actividad del complejo polimerasa a primasa necesario para la síntesis de la DNA polimerasa dependiente del factor de replicación C y del PCNA.

Complejo DNA polimerasa α-primasa

Inicio Síntesis de novo, del cebador de RNA-DNA.

Subunidades: p180, p70, p48 y p58. p58 estabilidad y actividad del p48. p70 ensamblaje del primosoma que es complejo

multienzimatico que contiene primasa y varias proteínas auxiliares.

Polimerasa Primasa

Factor de Replicación C.

Reclutamiento de polimerasas replicativas para crear horquillas de replicación.

5 subunidades: p140,p40, p38, p37 y p36. ATPasa dependiente DNA, estimulada por PCNA Hidrólisis para unión estable de PCNA al DNA. Coloca al complejo trimérico en forma de anillo de

PCNA en la unión cebador-molde. Ancla de la abrazadera (loading clamp). Prerrequisito para union de DNA pol δ.

Abrazadera deslizante o balero replicativo.

Marcador de células en proliferación activa.

Factor de progresividad para la polimerasa δ, aumenta su afinidad 40 veces.

Antígeno Nuclear de Proliferación Celular

p40

p36

p37

p140 p38

DNA polimerasa δ y ε.

δ p125 y p50; subunidad catalítica para la polimerasa y edición (actividad exonucleasa 3’-5’).

DNA ligasa reprime la acción de DNA polδ y activa a la DNA polε.

RNAasa H

Se agrupa en dos clases I y II.

RNAasa HI remoción del cebador de RNA.

Puede cortar endonucleotídicamente RNA que esta unido al extremo 5´ de la cadena de ADN.

Actividad exonucleasa 5´-3´ de los fragmentos de Okazaki.

Remueve el cebador del 5´.

Proteínas RNA-DNA, PCNA y DNA2 helicasa.

Flap Endonucleasa 1FEN1

LIG1, LIG2 y LIG4 I replicación II deriva de la III III α: forma complejos con XRCC1 (reparación en

roturas de cadena sencilla); β: células meióticas masculinas (recombinación meiótica)

IV reparación en roturas de doble cadena

Anclaje del complejo polimerasa α/primasa (incluye una DNA helicasa*)

Interacción del complejo polimerasa α/primasa con RPA y otras proteínas (factores de transcripción) inicio de la replicación

RPA

Polimerasa α

Complejo polimerasa α/primasa síntesis del cebador de RNA-DNA (30 nt)

RFC desplaza el complejo y promueve la unión de PCNA

Unión de la polimerasa δ la replicación de la cadena líder es procesiva y continua por 5-10 kb; para la rezagada, la síntesis continúa hasta el siguiente fragmento de Okazaki

Remoción del cebador (incluyendo el DNA incorporado por la polimerasa α): 2 modelos

› RNAasa H1 remueve el segmento de RNA dejando un ribonucleótido para que FEN1 lo corte de manera endonucleolítica

› Una helicasa (DNA2) separa el cebador de RNA y FEN1 cataliza el corte endonucleolítico

Las horquillas de replicación avanzan sin algún impedimento, excepto cuando se encuentra una región que está en transcripción

La horquilla alcanza el extremo de la molécula o se encuentra una segunda horquilla de replicación

Telomerasa extensión de la síntesis de la cadena líder

Contiene una secuencia de RNA (actividad de transcriptasa inversa)

El DNA mitocondrial es un genoma independiente, que consiste en una única molécula circular de DNA doble cadena y superenrollado, localizado en la mitocondria.

En mamíferos el genoma mitocondrial es pequeño (16.5 kb)

Existen secuencias específicas en lugares diferentes donde comienza la síntesis de cada cadena por separado L y H

En la Región D-Loop o bucle D, se forma una triple hebra que se denomina 7s, por replicación de un trozo de hebra pesada, empleando como molde la hebra ligera

Se sintetiza un cebador de RNA a partir del cual la DNA polimerasa γ extiende la cadena

El fragmento generado RNA desplaza la cadena complementaria (H). A esta estructura formada se denomina lazo D.

El lazo D comprende entre 500-600 bases en mitocondria de mamíferos

Cuando se ha recorrido dos tercios de la trayectoria circular queda descubierto el sitio de origen en la cadena desplazada

Entonces puede comenzar la síntesis de la nueva cadena L

Debido al retraso en su síntesis, solo se ha sintetizado un tercio de la cadena H cuando la de la L concluyó

De manera que se libera una molécula duplex circular y otra con una zona de simple cadena hasta que no concluye la síntesis de la cadena L. Finalmente las cadenas son selladas covalentemente.

http://www.molbio.uoregon.edu/~pvh/ http://www.nature.com/nrc/journal/v3/n7/box/nrc1120_BX3.html http://www.nature.com/nature/journal/v429/n6993/fig_tab/nature02

585_F1.html http://www.bioscience.org/1999/v4/d/tsurimot/fulltext.htm http://www.nature.com/nrc/journal/v3/n7/box/nrc1120_BX3.html http://www.biochem.wustl.edu/~burgersw3/ http://fbio.uh.cu/genmol2/temas/replicacion.htm#general http://books.google.com/books?id=-xIx6G7bIv4C&pg=RA5-

PA161&lpg=RA5-PA161&dq=replicacion+mitocondrial&source=web&ots=OpVTklSXBl&sig=dNgzS2srtnhPb0a9cfD0rfKUeFY#PRA5-PA160,M1

FUENTES BIBLIOGRAFICAS:

Guizar, J. Jesus. “Genética Clínica”. Paniagua, Ricardo. “Biología celular”.Stryer, Lubert. “Bioquímica”.McKee, Trudy. “Bioquímica”.Alberts B. “Biología Molecular de la Célula”

Sitios web:

Libros:

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