Replicacion del dna 2013
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YAJAIRA BERMÚDEZTATIANA BÁEZ
Módulo Biología Molecular 2013
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BREVE HISTORIA
Genes como "factores de partículas".
Puede existir en formas
alternativas
1865
Descubrimiento de los ácidos
nucleicos
1871
Los mapas genéticos muestran
cromosomas con genes
organizados linealmente
1913
Los genes residen en
los cromosomas
1910
Los cromosomas son unidades hereditarias
1903
BREVE HISTORIA
Las mutaciones son cambios físicos en los
genes
1927
La recombinación ocurre por
entrecruzamiento cromosómico
1931
El ADN es el material genético
1944
Los genes codifican
las proteínas
1945
Primera secuencia
de proteína
1951
Watson y Crick
demuestran la estructura
de doble hélice del
ADN
1953
BREVE HISTORIA
El ADN se replica de modo
semiconservador
1958
El código genético se ordena en tripletes
1961
Primera secuenciación
del ADN
1977
Se secuencia por primera vez el genoma de un organismo vivo
1995
Primeras secuencias del genoma
humano
2001
¿Qué es el ADN?
Material genético de la célula
Macromolécula muy larga, de aspecto filamentoso y formada por un gran número de nucleótidos•Nucleótidos compuestos por:
– Una base nitrogenada – Un azúcar (desoxirribosa) – Un grupo fosfato
Responsables de portar la información genética
Papel estructural
UBICACIÓN DEL ADN
Unidad estructural básica:
Nucleótido
Unidad estructural básica:
Nucleótido
Un azúcar pentosa
Un fosfato
Una base nitrogenada deriva de
Purina Pirimidina
Desoxirribosa
Purinas PirimidinasAdenina (A) Timina (T)
Guanina (G) Citosina (C)
ESTRUCTURA DEL ADN
Bases Nitrogenadas
ESTRUCTURA DEL ADN
Bases Nitrogenadas
• Apareamiento específico• Cantidad equivalente
• Las dos hebras son complementarias cada hebra contiene toda la información necesaria para especificar la secuencia de bases de la otra
ESTRUCTURA DEL ADN
• Hélice que da un giro cada 3,4 nm• La distancia entre bases es de
0,34 nm• En cada vuelta de la hélice hay 10
bases• El diámetro de la hélice es de
2nm• Watson y Crick
– Doble hélice – Exterior de la molécula esqueleto
azúcar-fosfato – Interior de la molécula Bases
2 nm
3,4 nm
0,34 nm
ESTRUCTURA DEL ADN
Puentes de HidrógenoCadenas
antiparalelas 5´-3´ / 3´-5´
Unidas entre sí por las bases nitrogenadas, por medio de puentes de hidrógeno
C – G 3 puentes de hidrógeno
A – T 2 puentes de hidrógeno
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CICLO CELULAR
INTERFASE
G1: Crecimiento. S: Síntesis.
G2: la célula ya duplicó su material genético, y se prepara para la mitosis.
FASE M2 células hijas.
QUE ES REPLICACION?
CARACTERÍSTICAS DE LA REPLICACIÓN
Semiconservativa
Bidireccional
Discontinua
REPLICACION SEMICONSERVATIVA
Cadenas del DNA original, al separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nueva cadena complementaria de la cadena molde, de forma que cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas del DNA original.
Meselson y Stahl (1957) video
REPLICACION BIDIRECCIONAL
Eucariotas50 nucleotidos/min
Procariotas 500 nucleotidos /min
Video
REPLICACION DISCONTINUA
Modo de acción de la enzima encargada de agregar los nucleótidos a la cadena en crecimiento POLIMERASA. Necesita un extremo 3´OH libre para poder comenzar a polimerizar. haciendo crecer la cadena en sentido 5´-3 .́
Iniciación:
-DNA doble cadena debe abrirse.
-Ocurre desenrollamiento.
Elongación:
-Copia simultánea de ambas cadenas.-Replicación en dirección 5’ 3.→
•Terminación:
-Se completa la doble hélice de DNA y se da una pausa en la replicación.
Enzima Acción Función en la célula.
DNA Polimerasa I Añade nucleótidos a la molécula de DNA en formación. Remueve cebadores de RNA.
Llena huecos en el DNA, para reparación. Remueve los cebadores de RNA.
DNA Polimerasa III Añade nucleótidos a la molécula de DNA en formación. Revisa y corrige la secuencia.
Replica DNA.
DNA helicasa Se une al DNA cerca de la horquilla de replicación.
Promueve la separación de las hebras de DNA.
Topoisomerasa Relaja el DNA superenrrollado.
Mantiene el nivel adecuado de enrollamiento.
Primasa Hace cadenas pequeñas de RNA usando DNA como molde.
Necesaria para que la DNA polimerasa replique la hebra “retrasada”.
secuencias repetidas (AT)
Fijacion de hexameros proteicos Mcm
Fosforilacion de Mcn actividad helicasa
Modificado de Lei y Tye 2002
Unión de la Primasa, DNA Polimeras y helicasa
A partir de los puntos de iniciación se originan las denominadas burbujas de replicación.
5´
3´5´
3´
Burbujas de replicación
Horquillas de replicación
PRIMASA, pone fragmentos de ARN complementarias llamadas CEBADORES en el sentido 5´a 3´. Posteriormente, la ADN polimerasa comienza la síntesis añadiendo nucleótidos en el extremo 3´.
3´
5´
3´
5´
La hebra continua, y discontinua
CEBADOR
ADN COMPLEMENTARIO
PRIMASA
ADN polimerasa 3´
5´3´
Proteinas SSB
Unión del dNTP al extremo –OH 3’ de la cadena naciente
FUNCION ADN POLIMERASA
3´
5´
3´5´
En la hebra que vemos arriba la ADN polimerasa sigue avanzando ininterrumpidamente. crecimiento continuo
Fragmento de OKAZAKI
Crecimiento de la hebra retardada requiere otro fragmento de RNA.
ADN polimerasas continuan en esta hebra colocando nucleotidos llegando hasta sustituir al primer cebador. crecimiento discontinuo.
5´3´
Para que los nucleótidos de la hebra de crecimiento discontinuo tengan continuidad hace falta la acción de un enzima llamado LIGASA.
Ligasa
5´3´
5´
3´
5´
3´
FUNCION TOPOISOMERASA
Aliviar la tensión helicoidal (superenrrollamiento)
1. Problemas para replicar sus extremos DNA Pol Necesitan un extremo 3' OH
TELOMEROS
ADN Telomérico: repeticiones en tándem (secuencia TTGGG)
La telomerasa reconoce dichas secuencias y va a realizar una extensión del telómero en dirección 5' - 3', utilizando como molde para la síntesis de ADN, su propia molécula de ARN sin necesidad de cebador alguno.
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- Thompson & Thompson (7° edición). Genética en medicina. Barcelona: Elsevier Masson- Cooper & Housman (2002). Cooper’s La Célula. Madrid: Marban- Lewin (2008). Genes VIII. Florida: Prentice Hall
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• Ácido nucleico: ADN y ARN• Gen: secuencia en el ácido nucleico que representa
una sola proteína Cada una de las moléculas de ácidos nucleicos discretos que comprenden el genoma puede contener un gran número de genes > 40.000 en el hombre
• Genoma: larga secuencia de sub-unidades individuales de ácido nucleico que provee la información necesaria para construir el organismo. Conjunto completo de cromosomas de cualquier organismo en particular serie de moléculas de ADN una para cada cromosoma contiene muchos genes determina la secuencia del ADN de cada cromosoma
CONCEPTOS CLAVE
• Pirimidina: Base nitrogenada formada por un anillo heterocíclico• Polímero: compuesto químico formado por moléculas y que consiste
esencialmente en unidades estructurales repetidas• Proteína: sustancia que forma parte de la estructura del organismo o
que tiene la capacidad de construir las estructuras o de llevar a cabo reacciones metabólicas necesarias para la vida
• Puente de hidrógeno es una atracción que existe entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) con un átomo de O , N o X (halógeno) que posee un par de electrones libres (carga negativa)
• Purina: Base nitrogenada formada por dos anillos heterocíclicos