- Por este mecanismo el DNA celular forma nuevas copias de DNA idénticas.
- En los organismos superiores, formados por células eucariotas, ocurre
EN EL NUCLEO. El DNA se duplica en INTERFASE (entre mitosis y mitosis).
- En los procariotas sucede EN EL PROTOPLASMA.
(1957) MESELSON y STHAL demostraron, marcando el DNA
con N15, que en Escherichia
coli el mecanismo era SEMICONSERVADOR
CADA MOLÉCULA DE DNA “HIJA”
LLEVA UNA CADENA DEL DNA “MADRE”
Más tarde TAYLOR demostró, trabajando con raíces
jóvenes de judía, que en los organismos eucariotas sucede lo mismo.
INTERVIENEN
EN EL PROCESO DE REPLICACIÓN EN PROCARIOTAS
----La
molécula de DNA a replicar
----DNA Helicasas: Que participan en el
desenrollamiento de la doble hélice en la HORQUILLA
DE REPLICACIÓN
----DNA Topoisomerasas: Que evitan el enmarañamiento por
torsión del DNA al irse separando
(Cortando la hebra y volviéndola a unir).
----Proteínas desestabilizadoras de la doble hélice SSB: Que
mantienen separadas las dos
cadenas originales.
----DNA polimerasa (enzima formado por unos 1000 αα) KORNBERG (1956)
que une
1000
nucleótidos por minuto solo en dirección 5'→3'
----dATP,
dGTP, dCTP y dTTP (nucleótidos
trifosfato de las cuatro bases del DNA )
----RNA polimerasa (Primasa): Que sintetiza cebadores o iniciadores de RNA
(Necesarios para que la DNA polimerasa comience a sintetizar).
J. CAIRNS (1963) hizo autorradiografías del DNA de E. coli autoduplicándose usando
timidina tritiada
Dado que las dos hebras de DNA originales son
antiparalelas (Una va en dirección 5’ → 3’
y la otra en dirección 3' → 5’)
Una de las nuevas hebras crece en
sentido correcto, pero la otra lo hace en
el sentido contrario
3’ → 5’ y la DNA polimerasa solo sintetiza nuevas moléculas
de DNA en dirección 5’ → 3’
¡¡¡¡¡¡
¿Cómo era posible esto? !!!!!!
KORNBERG (1974) había tres tipos de DNA
polimerasa I, II y III pero todos ellos sintetizaban en dirección 5’ → 3’ y necesitaban cadenas de DNA o RNA
iniciadoras para comenzar la síntesis
EL PROCESO
Para comenzar el proceso de replicación se tienen que
separar las dos cadenas de la doble hélice, para ello se han de romper los puentes de hidrógeno entre
las bases complementarias de ambas cadenas. En esta operación se gasta ATP e intervienen enzimas DNA helicasas que desenrollan el DNA en la horquilla de
replicación.
Al separarse las dos cadenas se originan tensiones en
el DNA y para evitar enmarañamientos
actúan los enzimas DNA topoisomerasas, que
cortan la hebra y la vuelven a unir.
Una vez que las cadenas están separadas se unen a
ellas Proteínas desestabilizadoras de la
doble hélice SSB que las mantienen separadas dejando libre la zona en la
que están situadas las bases.
La síntesis de una de las cadenas (LA QUE VA EN DIRECCIÓN 5’ → 3’), denominada HEBRA CONDUCTORA, es CONTÍNUA es decir la DNA polimerasa III va uniendo nucleótidos 1 a 1 al –OH del extremo 3’.
La síntesis de la otra cadena (LA QUE VA EN DIRECCIÓN 3’ → 5’),
denominada
HEBRA RETARDADA, es DISCONTÍNUA por fragmentos de OKAZAKI
En 1968 OKAZAKI descubrió, en las zonas donde se
estaba replicando el DNA, unas pequeñas porciones de ács. Nucléicos que tenían
la siguiente estructura:
La síntesis de la hebra retardada se efectúa de la
siguiente manera:
LOS FRAGMENTOS DE OKAZAKI SE SINTETIZAN EN DIRECCIÓN 5’ → 3'
PERO SE VAN UNIENDO EN SENTIDO CONTRARIO
ESTRUCTURA DE LA HORQUILLA DE REPLICACIÓN
EN LAS CÉLULAS EUCARIOTAS HAY ALGUNAS DIFERENCIAS
- El DNA no es una única molécula cíclica sino MUCHAS MOLÉCULAS LINEALES
- No se produce una sola HORQUILLA DE REPLICACIÓN sino que hay hasta 100
en cada cromosoma
- Los fragmentos de Okazaki son más pequeños (DE 100 A 200 NUCLEÓTIDOS
DE DNA
La replicación acaba en los TELÓMEROS (Secuencias cortas y repetitivas
en el extremo de los cromosomas añadidas por los enzimas telomerasas, relacionadas con el envejecimiento celular).
En ambos casos
Al irse formando las nuevas cadenas de DNA se van ensamblando con las
proteínas básicas o HISTONAS en EUCARIOTAS y con proteínas similares a histonas
en PROCARIOTAS.
