GM Tema 4 Replicacion del material genético (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura genètica molecular
Año del apunte 2014
Páginas 9
Fecha de subida 02/02/2015
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Apuntes del curso 2014/15 de la profesora Pilar

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TEMA 4.- REPLICACION DEL MATERIAL GENÉTICO Y ENZIMAS DE REPLICACION MESELSON Y STAHL El experimento de Meselson-Stahl fue un experimento realizado en 1957 en el que se demostró que la replicación de ADN era semiconservadora.
Una replicación semiconservadora es aquella en que la cadena de dos filamentos en hélice del ADN se replica de forma tal que cada una de las dos cadenas de ADN formadas consisten en un filamento proveniente de la hélice original y un filamento nuevo sintetizado.
En una replicación semiconservativa a partir del DNA bacteriano se crean 2 bicatenarias. Las transpoisomerasas son las que cortan y unen las cadenas.
LAS TOPOISOMERASAS Tipo I: su sustrato es el DNA monocatenario.
Tipo II: su sustrato es el DNA bicatenario Papel de las topoisomerasas en la transcripcion: La DNA topoisomerasa I efectua una mueca monocatenaria por delante de la horquilla de replicación. Avanza la horquilla de replicación. Continua la síntesis de DNA.
REPLICACIONDE CROMOSOMAS EN PROCARIOTAS ORIC: punto de origen de la polimerasa. Esta va recorriendo todo el círculo. Los puntos de origen tienen mas abundancia en T y A (como tienen un doble puente H, son más fáciles de separar).
Se crea una horquilla en cada sentido.
Cuando las polimerasas hagan todo el recorrido, una endonucleasa romperá para separar y luego un par de ligasas los vuelve a unir. Siempre se hace en sentido 5’3’.
La DNA polimerasa necesita un grupo OH libre para empezar.
Antes de empezar se sintetiza un cebador o primer (RNA) que se sintetiza por una enzima que es la primasa.
En las zonas discontínuas se crea un cebador para empezar cada trozito.
La DNA polimerasa III es la más importante, porque es la que va copiando el DNA. La que va 5’3’ lo copia todo de golpe, pero la que va 3’5’ va copiando a trozos. Los trozos que va podiendo copiar son los que se van abriendo.
La polimerasa no puede formar el ultimo enlace fosfodiester: para ello interviene la DNA-ligasa. Las SRP son proteínas de unión de DNA monocatenario, impidiendo que vuelvan a formar los puentes H.
MODELO CIRCULO RODANTE Otra forma de replicar DNA cíclico. Una nucleasa corta en algún punto (OJO!, en el otro modelo nunca se corta, sólo se separa!!). la polimerasa usa como OH libre el que ha quedad por cortar la cadena. La cadena replicada se va estirando como si fuera un carrete de hilo, y la otra cadena se replica con el primer.
MODELO DE LAZO Tambié son necesarios prymers. Se forma un lazo donde se inicia la replicación. Hay un origen diferente para la replicación de cada cadena. La segunda empieza a hacerlo en sentido contrario cuando la primera llega ala altura de la segunda.
REPLICACION DE CROMOSOMAS EN PROCARIOTAS (resumen)       Inicio: ORIC Final: TER Polimerasa III: participa en la cadena contínua y la discontínua. También tiene capacidad de corregir errores (capacidad exonucleasa) en dirección 3’5’.
Polimerasa I: actividad polimerasa 5’3’ para sustituir RNA por DNA . Tambien tiene actividad exonucleasa 5’3’ para quitar el primer, y endonucleasa 3’5’ para corregir errores.
Primasa + helicasa = primosoma Primasa + helicasa + polimerasa = replisoma Procesividad de la polimerasa: el replisoma no deja de actuar hasta que se acaba la replicación.
REPLICACION DE CROMOSOMAS DE EUCARIOTAS Hay varios orígenes de replicación por cromosomas (replicones) porque se replica a menos velocidad que en bacterias.
Fragmentos de Okazaki: fragmentos de cadena discontinua. Son mas grandes en las procariotas normalmente.
ORC: son las proteínas que se unen a lo que se convertirá en el replicón.
La unión recluta a dos proteínas (Cdc-6 y Cdt-1) que reclutan a una proteína más (Mcm 2-7). La ultima que se une sola es una helicasa.
Tooodo ese conjunto es un pre-RC.
ETAPAS DE LA REPLICACION EN EUCARIOTAS EFECTO DE LA FORMACION Y ACTIVACION DE pre -RC Cuando la concetracion de ciclinas es baja se inhibe la formación de mas pre-RC, aunque los formados siguen haciendo y viceversa (en caso de que haya poca se forman mas pero no se replica). Esto pasa en la fase S del ciclo celular como garantía de que solo se replica una vez.
Si la concentración de ciclinas es alta aparecen dos proteínas ciclinas (Kinasas) que fosforilan proteínas que formaban el complejo pre-RC. Estas se desprenden y mediante el reclutamiento de enzimas de replicación (polimerasa) se empieza la replicación.
La polimerasa δ es la principal (homóloga a la pol III). Se reclutan las polimerasas δ y ε, y luego la α (homóloga a la pol. I). Esta última quita los prymers y los sustituye por DNA, y entonces empieza el proceso de replicación. La pol α actúa de primasa y “pol I” (participa en la cadena adelantada y también en la retardada).
Sintetiza los primeros nucleótidos de RNA y de DNA, pero inmediatamente es sustituida por la δ y la ε porque son más rápidas. Por tanto, la polimerasa α es muy eficaz como primasa, pero poco como polimerasa.
Para que empiecen las polimerasas δ y ε necesitan a “cargador de abrazadera” y “abrazadera de intercambio”.
INICIO DE REPLICACION (Eucariota) Las polimerasas se unen cuando las proteína se van: proceso de intercambio polimerásico.
RF-C y PCNA están separados al principio.
RF-C: factor de replicación C (cargador de abrazadera) PCNA: abrazadera.
El RF-C se desprende del ATP. Cuando se une a una molecula se une a la abrazadera, que está abierta. Cuando hidroliza el ATP a ADP la abrazadera mantiene unidas las dos cadenas y se va avanzando a la vez que la replicación.
Es necesaria para la alta procesividad de las polimerasas.
También hay una en contra de la otra. La polimerasa α no tiene capacidad de eliminar el cebador: lo hace la RNAsaH o la encima FEN-1. La polimerasa α sólo realiza función primasa.
Los eucariotas tienen varios orígenes de replicación en ambas direcciones simultáneamente. Cuando se activan unos orígenes se inhibe la formación de otros. El numero de orígenes y el momento de activación está predeterminado.
TERMINACION DE LA REPLICACION Cromosomas circulares procarioticos: no presentan problema porque la estructura termina cuando las dos uniones han recorrido totalmente la molecula.
Comosomas de eucariotas: dificultad para completar el último fragmento de Okazaki por falta de grupo OH libre. Para completarlo se elimina el fragmento y queda una cadena más larga que la otra, lo que origina el telómero.
PROCESO DE FORMACION DE LOS TELOMEROS El RNa sirve de molde para la transcripción inversa para dar lugar a DNA. Asi va copiando muchas veces y sale la secuencia repetida. Después se situa en la otra cadena t sirve de cebador para que una polimerasa copie la cadena complementaria. (en células somaticas esta inactiva y activa en las germinales).
Los telomeros se forman por una cadena simple que plegamiento movido por las proteínas TRF-1. Se unen e impiden el acceso de la telomerasa creando un bucle.
monocadena se inerta entre las dos cadenas de DNA (promovido por TRF2) forma el bucle en T en mamíferos. La estructura creada hasta ese momento telosoma.
sufre un al extremo La parte se llama REPLICACION DEL DNA EN EUCARIOTAS (resumen: Diferencias con procariotas)       Velocidad menor Rondas no solapadas Fragmentos de Okazaki más cortos Control más complejo Existencia de telómeros Polimerasas distintas: δ y ε (hebra continua y discontinua), α (síntesis de cebadores), β (reaparición del DNA) y γ (replica DNA mitocondrial).
PAPEL DE LAS HISTONAS EN LA REPLICACION DEL DNA Las histonas H2A y H2B quedan formando dímeros.
Tampoco se separan nunca las H3 y la H4. En las cadenas resultantes de replicación hay algunas nuevas y algunas viejas mezcladas.
Tanto lo amarillo como lo rojo significa H2A, H2B, aunque haya solo un color.
Una histona metilada sirve de guía para los nucelosomas que no lo están. Entonces se une una proteína que tiene un cromodominio (si fuera una acetilación se uniria a un bromodominio). A su vez se une una acetiltransferasa o metiltransferasa, que unen grupos acetil o metil a ambos lados de la cadena.
Cuando hay que acabar de acetilar aparecen los “insulators” que ayudan a parar porque los nucleosomas de alrededor ya no necesitan acetilaciones (solo necesitaban acetilarse las nuevas). Se colocan para separar las zonas que necesitan acetilación de las que no.
Cuando va a pasar la horquilla el nucleosoma se desintegra y cuando ha pasado se reintegra con la ayuda de las xaperonas. Posicionamiento de las histonas en nuevos nucleosomas: H3-H4: xaperonas llamadas CAF1 H2A-H2B: xaperonas llamadas NAP1 CONSIDERACIONES PARA QUE EL DNA SEA CONSIDERADO DNA     Que sea estable Que se replique fielmente respecto al original Que se codifique para un genotipo Sujeto a cierta tasa de mutacion ...