Trabajo práctico nº 5 Flashcards
replicación del ADN, reparación del ADN, recombinación genética (38 cards)
Replicación de ADN
-Los mecanismos genéticos básicos son distintos mecanismos a través de los cuales ocurre el flujo de información de los seres vivos.
-Al cabo de la división celular las células hijas heredan la misma información genética contenida en la célula progenitora, la cual se halla en el ADN, codificando toda la info de lo que la célula es en relación con su medio ambiente.
-Las moléculas de ADN deben generar otra molécula de ADN.
-La duplicación del ADN mediante la cual se propaga en las células de generación en generación se denomina replicación.
-La duplicación del ADN debe tener una elevada fidelidad de copia.
¿Qué significa que la replicación de ADN es semiconservadora?
A partir de una molécula doble de ADN se originan 2 cadenas dobles de ADN, cada una compuesta por una cadena heredada del ADN progenitor y una cadena recién sintetizada.
-Se produce por la separación de las 2 hebras de una molécula de ADN.
-Ambas cadenas sirven como molde.
-La nueva molécula de ADN conserva una cadena progenitora y posee una cadena hija nueva que ha sido sintetizada.
Orígenes de replicación
-La duplicación del ADN se inicia en lugares específicos denominados orígenes de replicación.
-A lo largo de cada cromosoma aparecen en el ADN múltiples orígenes de replicación, por cada unidad de replicación.
-Se gestan al separarse localmente las 2 cadenas del ADN.
-El origen de replicación es único en el ADN circular bacteriano.
-Es una región rica en pares de A=T: mayor facilidad de romperse.
-Es el punto a partir del cual se origina la Burbuja de replicación.
¿Por qué se dice que la replicación de ADN es bidireccional?
-Cuando en un origen de replicación se abre la doble hélice del ADN se forma la burbuja de replicación, cuyo tamaño aumenta a medida que avanza la separación de las cadenas en los 2 extremos de la burbuja, lo que forma en cada extremo una horquilla de replicación.
-Las 2 horquillas que nacen en cada origen avanzan en direcciones opuestas.
-Se sintetizan en direcciones opuestas.
¿Cuál es la dirección de síntesis de las 2 cadenas de ADN?
-Cadena continua: la polimerización ocurre en la misma dirección de apertura de la horquilla. La cadena hija crece en dirección 5’-3’, su molde es la cadena progenitora 3’-5’, se construye mediante el agregado continuo de nucleótidos en su extremo 3’.
-Cadena discontinua: Usa como molde la cadena progenitora 5’-3’. Para poder crecer en dirección 5’-3’ debe hacerlo en dirección contraria al avance de la horquilla mediante fragmentos de Okazaki.
-La duplicación de ADN es un proceso SEMICONTINUO.
Fragmentos de Okazaki
-En la cadena discontinua.
-Se construyen pequeños tramos de ADN, llamados fragmentos de Okazaki, que se ligan entre sí conforme se van formando.
-La ADN polimerasa avanza en dirección 5 prima- 3 prima alejándose del ángulo de la horquilla.
-Una vez que termina de sintetizar el segmento debe volver hacia atrás, donde se comienza a abrir la horquilla y a partir de allí volver a sintetizar en dirección 5 prima- 3 prima.
-El fragmento de ADN progenitor más cercano a la horquilla queda sin copiar.
-Mientras la otra cadena progenitora ya fue copiada por la cadena continua.
-Mecanismo de síntesis de Punto y hacia atrás.
¿Qué necesita la ADN polimerasa para el inicio de la síntesis de ADN?
Para el inicio de la síntesis, la ADN polimerasa necesita:
-Cadena molde de ADN 3’-5’
-Extremo 3’ OH libre de un nucleótido apareado: para colocar el 1er desoxirribonucleótido.
-Cebador: ARN de 10 nucleótidos que provee el extremo 3’.
Formado el cebador inicia la síntesis por la ADN polimerasa.
-Provisión de desoxirribonucleótidos que se encuentran en el núcleo como desoxirribonucleósidos trifosfato (dATP, dTTP, dCTP, dGTP). Ellos proveen la energía necesaria para la replicación liberando 2 fosfatos cuando se ligan entre sí.
-En cada origen se forman 2 cebadores divergentes, uno en cada cadena.
¿Qué función cumple la ADN primasa?
-La formación del cebador es catalizada por una ARN polimerasa específica, la ADN primasa.
-Sintetiza un corto fragmento de ADN: genera un extremo 3’ OH libre.
-No tiene capacidad correctora
-Sintetiza en dirección 5’-3’.
ADN polimerasa
-Es la enzima que cataliza la síntesis de la cadena continua, en dirección 3’-5’.
-Sintetiza a partir del cebador hasta llegar al fragmento procedente.
-Agrega un desoxirribonucleótido en el extremo 3’ del cebador y luego los sucesivos nucleótidos en el extremo 3’ de la cadena en crecimiento.
-El cebador debe ser removido y el espacio es reemplazado por la ADN polimerasa: hasta que queda una muesca donde falta la unión entre el fragmento recién formado y el precedente.
-El espacio que queda es debido a que hay 2 extremos (3’ OH- 5’) que no están energizados para unirse covalentemente (unión fosfodiéster) por lo que no se pueden unir por una ADN polimerasa: aparece la ADN ligasa.
-Esta enzima se localiza cerca del ángulo de la horquilla de replicación.
¿Cuándo interviene la ADN ligasa?
Cuando la horquilla arriba al extremo del replicón, la cadena continua toma contacto con la cadena discontinua y la enzima ADN ligasa une el extremo 3’ de la primera con el extremo 5’ de la segunda.
-Luego de que la ADN polimerasa haya colocado los nucleótidos, es removido el cebador por una nucleasa reparadora y es reemplazado por la ADN polimerasa, queda un espacio entre los 2 extremos (3’ OH- 5’).
-La ADN ligasa utiliza el ATP como sustrato y energiza el extremo 5’: genera una unión fosfato de alta energía: forma la unión covalente 5’-3’ y sella la muesca.
Nucleasa reparadora
Donde se inició la síntesis, el cebador es removido por una nucleasa reparadora, y reemplazado por una pieza equivalente de ADN generada por una ADN polimerasa .
Esta pieza de ADN se conecta con el resto de la cadena por una ADN ligasa.
¿Las ADN polimerasas que necesitan mientras sintetizan una cadena?
Las ADN polimerasas tienden a desprenderse de la cadena molde, por lo que son sostenidas por una abrazadera deslizante.
La abrazadera se une a la polimerasa y rodea al ADN, impide el desprendimiento de la enzima pero no su deslizamiento.
-Se separan y la abrazadera se desarma apenas el fragmento de Okazaki termina de sintetizarse.
¿Cuáles son los requisitos para que la cadena discontinua sea sintetizada?
La cadena discontinua requiere que la ADN primasa fabrique múltiples cebadores, uno para cada fragmento de Okazaki.
La ADN polimerasa se encarga de sintetizar los fragmentos de Okazaki, y se localiza cerca del ángulo de la horquilla de replicación.
¿La ADN polimerasa como trabaja en la cadena discontinua?
Coloca el 1er desoxirribonucleótido junto al extremo 3’ del cebador del fragmento de Okazaki, lo liga a él y agrega los sucesivos desoxirribonucleótidos.
Segundo ADN molde
A medida que avanza la horquilla de replicación, se acorta el ADN molde y se alarga la doble hélice que resulta de la síntesis de los fragmentos de Okazaki.
Se crea un segundo ADN molde, el del fragmento de Okazaki que se sintetizará en el próximo ciclo.
La doble hélice y el segundo ADN molde, forman un bucle que crece entre la ADN polimerasa y el ángulo de la horquilla de replicación.
La ADN polimerasa no puede deslizarse sobre el molde de ADN, por lo que el molde se desliza en relación a la enzima.
¿Cuál es la función de las proteínas SSB?
Los 2 ADN moldes están asociados a múltiples unidades de la proteína SSB (proteínas de unión de cadena simple), cuya función es mantener rectos a los ADN simples para evitar que se apareen las bases complementarias (autocomplementariedad de bases) de sus propias cadenas, lo que impediría la labor de la ADN polimerasa.
¿Cuándo son separados los cebadores?
La ADN polimerasa interrumpe su actividad después de agregar el último nucleótido del fragmento de Okazaki.
Los cebadores de la cadena discontinua son removidos por una nucleasa reparadora y reemplazados con piezas de ADN construidas por la ADN polimerasa.
La ADN ligasa suelda el extremo 3’ de las piezas de ADN con el extremo 5’ de los fragmentos de Okazaki.
¿Qué ocurre al separar el último cebador?
-La ADN polimerasa no puede construir el tramo de ADN que debe reemplazar el último cebador. -Por lo que en cada una de las sucesivas divisiones celulares con la eliminación del último cebador se pierde un tramo de ADN telomérico, lo que provoca su progresivo acortamiento.
-Telómero: constituido por repeticiones de nucleótidos, se van perdiendo en cada ciclo de división. Reloj biológico para la célula.
¿Cómo se recuperan los telómeros?
La recuperación del ADN telomérico comienza cuando la secuencia AUCCCAAUC del ARN de la telomerasa se une al extremo 3’ de la cadena 5’-3’.
A partir de ese momento la cadena 5’-3’ reúne los requisitos que le permiten crecer:
-su propio extremo 3’ OH libre
-Secuencia de nucleótidos como molde del ARN de la telomerasa.
¿La Telomerasa a qué grupo pertenece?
Es una ADN polimerasa que copia una secuencia de ARN complementario de la secuencia telomérica, replica los extremos de los cromosomas, se comporta como una transcriptasa inversa.
-Genera un extremo 3’ OH del ADN.
-Puede extender la monohebra de ARN en 5’-3’, compensando la secuencia telomérica.
-La ADN polimerasa puede reconstruir el segmento que faltaba.
¿La cadena 3’-5’ cómo recupera su longitud?
La cadena 3’-5’ es restaurada por la ADN polimerasa, que utiliza como molde el ADN 5’-3’ recién sintetizado y agrega los nucleótidos complementarios a partir del extremo 3’ del ARN de un cebador fabricado por la ADN primasa.
El cebador es removido y la enzima ADN ligasa une el antiguo extremo 5’ de la cadena con el extremo 3’ del segmento recién formado.
¿Qué función cumple la Helicasa?
Las ADN polimerasas copian los nucleótidos del ADN después que las 2 cadenas de la doble hélice se separan.
La separación es producida por la enzima Helicasa, que se sitúa en el ángulo de la horquilla de replicación y corta los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias de las 2 cadenas. Este proceso requiere energía dada por la hidrólisis de ATP.
¿A través de qué enzimas se evita el superenrollamiento?
Conforme las cadenas de ADN se separan a nivel de la horquilla, se va acumulando delante de ésta una torsión cada vez mayor, que impide la separación de las cadenas por la helicasa.
Para que la acción de la enzima no sea frenada es necesario evitar el superenrollamiento.
El desenrollamiento es producido por 2 enzimas:
-Topoisomerasa I
-Girasa (Topoisomerasa II)
Ambas se comportan como nucleasas (cortan al ADN a nivel de las uniones fosfodiéster) y ADN ligasas (reconectan las piezas cortadas después de haber rotado el ADN).
Topoisomerasa I
-Se encuentra por delante de la horquilla en la zona donde se genera tensión.
-Produce el desplazamiento de 2 nucleótidos a la unión de un nucleótido con la enzima.
-Acumula la energía de la unión de los nucleótidos en ella y su unión con el nucleótido.
1) Corta una de las cadenas de la doble hélice
2) La cadena cortada gira en torno de su propio eje por delante de la horquilla.
3) Se alivia la tensión
4) Los extremos cortados se vuelven a unir, sella la unión.
No gasta energía. En eucariotas.
