REPLICACION DEL ADN

El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). De esta manera de una molécula de ADN única, se obtienen dos o más "clones" de la primera. Esta duplicación del material genético se produce de acuerdo con un mecanismosemiconservativo, lo que indica que las dos cadenas complementarias del ADN 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 ADN original. 

Gracias a la complementación entre las bases que forman la secuencia de cada una de las cadenas, el ADN tiene la importante propiedad de reproducirse idénticamente, lo que permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas y es la base de la herencia del material genético.

Es el principio necesario para que se realice la división celular.

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      Ocurre en  la fase  S del ciclo celular.

·         El mecanismo de replicación se basa en la complementariedad  de la base.

·         Se plante 3 modelos:

                             Modelo Conversativo = Copia dos hebras nuevas.

                             Modelo Disperso        =  Abre 1 espacio y 1 copia.

                             Modelo Semiconversativo= 2 procesos de  copiado.

CARACTERISICAS PRINCIPALES.

•        Proceso  de duplicación de ADN por un modelo semiconversativo.
•             Comienza en sitios específicos ( Origen de replicación)
•        Es proceso de replicación es bidireccional.
•         Las 2 hebras nuevas se van alargando progresivamente por la división secuencial de nucleótido.
•       La replicación siempre se produce en 5 – 3 siendo el extremo 3^ libre el punto a partir del cual se produce la elongación del ADN.
•        Como son dos hebras antiparalelas 1 hebra se sintetiza de forma continua y la otra forma discontinua.
•       El proceso de duplicación    aunque tiene la presencia de varias encimas la de mayor importancia es la de DNA polimerasa.
•       Siempre hay un proceso de conexión de errores que permite fidelidad en el copiado o en la copia.

         Experimento de griffith.

Se llevado a cabo en 1928, fue uno de los primeros experimentos que demostró que las bacterias eran capaces de transferir información genética mediante un proceso llamado transformación.

En 1928, el microbiólogo Frederick Griffith, que investigaba varias cepas de neumococo (Streptococcus pneumoniae), inyectó en ratones la cepa S y la cepa R de la bacteria. La cepa S era dañina, mientras que la rugosa (R), no lo era ya que la cepa S se cubre a si misma con una cápsula de polisacárido que la protege del sistema inmune del ser que ha sido infectado, resultando en la muerte de este, mientras que la cepa R no contiene esa cápsula protectora es derrotada por el sistema inmunitario. 

Su conclusión: La transformación de la información  genética se capta a partir de una sustancia.

·         Experimento  del Avary

     

       Este siguió con el experimento de griffith después de haber realizado las mismas pruebas observaron que el responsable de la transformación de las sepas cuando se convertían en letales al ser unidas era por el ADN y no por una proteína como se creía en ese entonces, claro esta que en esa época a pesar de la evidencia que tenia Avery no era lo suficientemente concluyente como para dejar de lado la idea de que el factor responsable era una proteína.

Su conclusión: El AND  es el que transmite la información genética.

FASE DE LA INICICION.

Comienza cuando el ADN conocido como “origen de replicación  o región orio.

Los orígenes de replicación son los puntos fijos a partir de los cuales se lleva a cabo la replicación, que avanza de forma secuencial.

 Mediante consumo de ATP en dirección a la horquilla de replicación, es decir, en dirección 5' → 3' en la hebra rezagada y 3' → 5' en la hebra adelantada,la helicasa actúa rompiendo los puentes de hidrógeno que mantienen unida la doble hélice. El siguiente conjunto de proteínas reclutadas son las denominadas proteínas SSB (single-stranded DNA binding proteins, proteínas ligantes de ADN monocatenario) encargadas de la estabilización del ADN monocatenario generado por la acción de las helicasas, impidiendo así que el ADN se renaturalice o forme de nuevo la doble hélice, de manera que pueda servir de molde. Estas proteínas se unen de forma cooperativa, por lo que su unión al DNA conforme avanza la helicasa es rápida. Por otro lado, conforme las helicasas van avanzando se van generando superenrollamientos en la doble cadena de ADN por delante de la horquilla y si éstos no fueran eliminados, llegado a un punto el replisoma ya no podría seguir avanzando. Las topoisomerasas son las enzimas encargadas de eliminar los superenrollamientos cortando una o las dos cadenas de ADN y pasándolas a través de la rotura realizada, sellando a continuación la brecha.

·         Eucariota: Un punto de replicación.

·         Procariota: Varios puntos de replicación.

FASE DE ELONGACIÓN.

Se sintetiza  una nueva hebra de ADN  sobre la hebra original, ese suceso ocurre por la intermediación del ADN polimerasas.

Esta síntesis se da bidireccionalmente desde cada origen, con dos horquillas de replicación que avanzan en sentido opuesto. Cuando el avance de dos horquillas adyacentes las lleva a encontrarse, es decir, cuando dos burbujas se tocan, se fusionan, y cuando todas se han fusionado todo el cromosoma ha quedado replicado.

Puesto que la holoenzima ADN Pol III necesita de un extremo 3'-OH libre, es necesario que una ARN primasa catalice la formación de un fragmento corto específico de ARN llamado cebador, que determinará el punto por donde la ADN polimerasa comienza a añadir nucleótidos. Así, durante la síntesis, en cada horquilla de replicación se van formando dos copias nuevas a partir del cebador sintetizado en cada una de las dos hebras de ADN que se separaron en la fase de iniciación, pero debido a la unidireccionalidad de la actividad polimerasa de la ADN Pol III, que sólo es capaz de sintetizar en sentido 5´ → 3', la replicación sólo puede ser continua en la hebra adelantada; en la hebra rezagada es discontinua, dando lugar a los fragmentos de Okazaki.

Células procariotas : tiene 3 funciones.

Actividad exonucleasa: Flimina los  nucleotidos mal emparejados y los trozos del ARN cebador.

TERMINACIÓN DEL PROCESO.

La replicacion termina cuando se unen todos los fragmentos okazaki.

Corrección

• Durante la replicacion  se puede producir un error en el apareamiento de bases con una tasa de 1/ 100.000 bases.
• Aparte de estos errores se corrigen durante la replicacion. El ADN polimerasa actúa como exonucleosa y elimina los nucleotidos mal apareados y rellenan el hueco con los nucleotidos correctos.

http://www.youtube.com/watch?v=-EGKrYdQEHQ

REPLICACION EN LAS EUCARIOTAS.

Las células eucariotas tienen cromosomas mas largas que las procariotas.

Las eucariotas tienen 5 tipos de ADN  de polimeras.

ADN: de los eucariotas están asociados   a histonas.

Telomero : Hace la muerte celular se da en  forma.

• Necrosis.
• Opoptosis.                           

Necrosis:  Es una muerte apartir de que la célula sufre un  daño grave , ruptura de la membrana.
Hay desnaturalizacion de la proteína .

• comprende un estado irreversible de la célula, con incapacidad de mantenimiento de la integridad de la membrana plasmática y escapatoria de elementos citoplasmáticos, desnaturalización de las proteínas por acción de los lisosomas (autólisis) o proveniente de enzimas líticas de leucocitos vecinos (heterolisis); ya que la necrosis atrae los componentes de la inflamación. Todos estos cambios condenan a la célula a perder su función específica, y solamente forma parte de restos celulares que serán fagocitados por los macrófagos.

Los cambios típicos de una célula necrótica son: aumento de la eosinofilia y apariencia homogénea, por perdida de ARN y por desnaturalización proteica; aparición de la figura de mielina; en el núcleo cariolisis (rompimiento del núcleo), picnosis (reducción del tamaño del núcleo) y cariorrexis (fragmentación del núcleo).