Tema 3 (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Internacional de Cataluña (UIC)
Grado Medicina - 1º curso
Asignatura Biologia Molecular
Año del apunte 2015
Páginas 5
Fecha de subida 10/03/2015
Descargas 27
Subido por

Vista previa del texto

2014/2015 Biología molecular Ingrid Guarro Marzoa Tema 3: replicación y la máquina de copiar del DNA.
• Introducción: Lo que sea que replica el ADN o el ácido nucleico, tiene que separar de dos cadenas de ADN y copiar. Los descubridores tan pronto como vieron que sabían la estructura tenían la respuesta de cómo se replicó ADN sólo asumiendo la información en una de las cadenas es suficiente para copiar la otra.
La ADN polimerasas completan la nueva cadena con la información de la antigua cadena. El proceso es muy fácil, sólo tienes que copiar las viejas bases con bases complementarias y cerrar las brechas mediante enlaces fosfodiéster.
• Modelos de replicación: Durante la replicación, cada una de las dos hebras de ADN originales sirve como una plantilla para la formación de toda una nueva cadena. Los científicos discutieron diferentes modelos de replicación: o modelo conservativo: Se supone que toda la información en el ADN parental fue transmitida al ADN filial.
o modelo semiconservativa: Pensaban que cada una de las dos hijas de una célula en división heredan una nueva doble hélice de ADN que contiene un original y una nueva cadena. Para probar esto, los análisis realizados a principios de 1960 un experimento que dio la respuesta. Experimento: Las células que tenían el ADN al principio (ADN parental) habían sido cultivados en un medio con C-14, un isótopo de carbono diferente del natural, (pueden ser isótopos de nitrógeno o de isótopos de carbono). Consideraron que el ADN que contenía el isótopo C14 era "pesado" por lo que si ese ADN se sintetiza en las generaciones filiales, será "pesado". A continuación, el ADN filiar se transfirió a un medio sin C14, tenía C12 que se consideraba "ligero". En las bases nitrogenadas del ADN filial estarán marcadas con C12. Los analistas purificaron las muestras de ADN y las colocaron en un gradiente de densidad.
El resultado mostró que el ADN filiar era más ligero que el ADN parental. Esto significaba que la replicación del ADN no podría seguir el modelo conservador.
2014/2015 Biología molecular Ingrid Guarro Marzoa Repitieron el experimento y vieron que la filial de ADN contenía tanto C14 y C12, lo que explica el modelo semiconservativo.
• horquillas de replicación: Las horquillas de replicación son lugares del ADN donde los nucleótidos se replican.
Como el ADN presenta una estructura antiparalela, cuando ha de ser replicado se crean dos horquillas de replicación. Estas dos horquillas se mueven en diferentes direcciones (uno 3 '→ 5' y el otro 5 '→ 3') y crean lo que se conoce como ojo de replicación.
Durante la replicación del ADN dentro de una célula, cada una de las dos hebras de ADN originales sirve como una plantilla para la formación de toda una nueva cadena.
En función de los organismos que podemos encontrar: a. Replicación bidireccional: dos horquillas replican el ADN.
b. Replicación unidireccional: una horquilla se replica el ADN. Encontramos esto especialmente en virus. En este momento, está siendo investigado el proceso de replicación de los virus para encontrar moléculas contra la replicación viral.
Hay diferentes orígenes de replicación de ADN, porque es muy largo y si no sería imposible para replicar el ADN. Cuando dos horquillas chocan, crean un replicón fusionado. Estos orígenes no están activados simultáneamente. Un replicón es la distancia entre dos orígenes de replicación. ¿Es el ADN que se sintetiza desde un solo origen. Esta distancia corresponde a la distancia media entre orígenes. La distancia entre el origen es 2000 pares de bases. El tamaño de nuestro genoma es 3 gigabase par. Eso significa que nuestras células tienen más que 10 mil orígenes diferentes por célula.
Combinación de ADN: purificar las células forman el ADN y en la solución que usted la deja allí en una superficie de cristal, pero lo hace en una forma eran moléculas de ADN yacían en el fondo y crean una cadena muy recto.
o Experimento: Los investigadores no podían entender cómo puede una cadena de ADN crecer en la 3'→ 5' dirección y para eso llevaron a cabo un experimento. Ellos añadieron 3H-timidina altamente radiactivo a una célula. Un anticuerpo detecta esta molécula y asi poder detectar los orígenes de replicación.
2014/2015 • Biología molecular Ingrid Guarro Marzoa ¿Cómo se añaden nucleótidos a la cadena naciente? Durante el proceso de replicación, tenemos que distinguir entre dos aspectos: a. Cadenas de molde: la cadena que se va a copiar b. Hebra naciente: el que va a nacer (nueva).
Los nucleótidos siempre se añaden al extremo 3 '. Esto es una regla universal.
La energía para crear nuevos enlaces proviene de la 5 'PPP (triple enlace fosfato). El enlace entre los fosfatos es muy inestable y puede romperse espontáneamente. Si se añaden nucleótidos en el extremo 5 'y los triples enlaces fosfatos se rompen y no seríamos capaces de continuar con la replicación (el nuevo enlace fosfodiéster entre nucleótidos no sería posible) así que por eso se agregan los nucleótidos en el extremo 3', porque que es más estable.
o ADN polimerasas: ADN polimerasas tienen que: a. Romper el triple enlace de fosfato b. Crear un nuevo enlace fosfodiéster c. Comprueba la complementariedad: esta enzima verifica si la nueva base es complementaria a la base de edad. Para ello, comprueba los ángulos y las distancias entre los átomos de nitrógeno de los ribosas. La secuencia activa (cavidad que se ajusta perfectamente a las moléculas que van a reaccionar) de la ADN polimerasa tiene que encajar perfectamente con la antigua cadena, con la nueva cadena y con el nuevo de nucleótidos que entra a la nueva cadena. Si este nucleótido no puede hacer los enlaces de hidrógeno con el otro nucleótido, no puede caber y la reacción no se hizo.
Esta reacción también puede cometer errores. La tasa es que 1 en un millón de nucleótidos que hay un error (tenemos 3 pares gigabase, así que cada vez que replicar nuestro ADN tendremos 3 mil. Si ese era el verdadero error de errores, vamos a morir de cáncer antes de nacer) .
d. Corregir los errores: si la base que entra a la ADN polimerasa no encaja, la enzima permanece allí y se rompe el enlace y comienza de nuevo.
2014/2015 Biología molecular Ingrid Guarro Marzoa El ADN es antiparalelo lo que significa que el ADN polimerasa sólo puede añadir nucleótidos en la hebra 3 '→ 5'. Esta cadena es la cadena líder porque es la que tiene los 3 'en la misma dirección de que la horquilla que se está moviendo. Para replicar la otra hebra (5’→ 3') se añaden de forma discontinuada. Estos fragmentos se denominan fragmentos de Okazaki y son que tiene entre 1000-2000 pares de bases. Esta línea se llama la cadena retrasada.
Replicación de la cadena retrasada 1. La primasa añade un primer: la primasa crea un poco de primer de ARN. Se trata de un cebador de ARN debido a que durante la replicación del filamento retardado, tenemos que empezar desde 0 y para iniciar la replicación la ARN-polimerasa (como la primasa) no necesita un nucleótido para iniciar el proceso mientras que el ADNpolimerasa necesita siempre un nucleótido . La ARN-polimerasa puede colocar el primer nucleótido.
2. Una vez que tenemos el primer, la primasa se va.
3. La ADN polimerasa chequea si el primer es correcto → inicio de la replicación.
La cadena retrasada se replica hasta que encuentra el otro fragmento de Okazaki.
Una vez que hemos replicado la cadena retrasada, DNA-polimerasa I degrada el ARN a ADN, eliminando posibles mutaciones. Cuando esto se hace, la ligasa une fragmentos.
o Otras enzimas: a. Helicasa: va delante de la horquilla y dividen la doble hélice.
Usan ATP.
b. SSB: protegen el ADN hasta que se replica.
El proceso de replicación en ambas cadenas tiene que ser coordinado. Con el fin de hacer que este proceso eficiente, ambas enzimas (ADN-polimerasas) están unidas entre sí formando un dímero. Con esta unión, tenemos un complejo fuerte que no permite que las dos enzimas se vayan.
Las dos enzimas sintetizan en diferentes direcciones en el espacio de manera de corregir esto, el ADN-polimerasa que producirá la cadena retrasada y se ve obligado a hacer un lazo. Los Replisomas (que son todas las proteínas que 2014/2015 Biología molecular Ingrid Guarro Marzoa actúan en la horquilla de replicación) crean este bucle para sintetizar ambas hebras en la misma dirección espacial. Fuerza a la cadena retrasada a crecen en la misma dirección.
...