La replicación del ADN involucra varias proteínas clave. 1) Las helicasas separan las dos cadenas de ADN. 2) Las proteínas SSB estabilizan las cadenas sencillas. 3) Las ADN polimerasas sintetizan nuevas cadenas usando cebadores de ARN generados por la primasa. La replicación es semiconservativa, con cada cadena hija heredando una cadena del ADN original.

1. REPLICACIÓN
DEL ADN

2. GENERALIDADES
La replicación del DNA se da cuando éste hace una
copia de sí mismo por medio de un enzima
que además de ser muy exacto posee un sistema
de reparación de errores.
Es un proceso semiconservativo porque cada uno de
los dos DNA hijo tiene una cadena del DNA
anterior.
EN PROCARIOTAS
1. Un lugar origen de replicación: la separación y la
replicación a la vez
2. Avance es bidireccional por lo que se acorta el
tiempo.
3. En el sitio en que empieza la replicación se
organizan las proteínas en un complejo llamado
replisoma.
EN EUCARIOTAS
1. DNA es mucho más grande y lineal.
2. Hay varios orígenes de replicación y es
unidireccional. El avance es más lento que en
procariotas ya que hay más proteínas asociadas
al DNA que hay que liberar.
3. Será un proceso semidiscontinuo.

3. EL EXPERIMENTO DE MESSELSON Y STAHL (I).
Tras el descubrimiento de la doble hélice, se proponen tres
mecanismos de copia del ADN: conservativo,
semiconservativo y dispersivo.
En 1958, estos dos investigadores se propusieron
distinguir entre estas tres posibilidades de
replicación del ADN.

4. La replicación resultó ser
SEMICONSERVATIVA, es
decir, cada una de las hebras
se copiaba completa y “de
novo”

5. ¿QUÉ VAMOS A VER A PARTIR DE AHORA?
LA HORQUILLA DE REPLICACIÓN

6. ELEMENTOS NECESARIOS EN LA REPLICACIÓN DEL ADN.
1. ADN polimerasas. Enzimas que añaden nucleótidos nuevos al extremo
3’, y sólo a este extremo.
2. Nucleósidos (desoxirribosa y base nitrogenada), que son la forma activa
del nucleótido.
3. ATP, que se une a nucleósido en el momento de la polimerización,
liberándose un pirofosfato.
4. Cebador, que es un pequeño fragmento de ADN con un 3’ libre, que sirve
para que la polimerasa comience la adición de nucleótidos.

7. VARIAS DNA POLIMERASAS (en procariotas)
1. DNA polímerasa I:
a. Replicación y reparación del DNA.
b. Elimina los cebadores (fragmentos de ARN) y los sustituye por los
fragmentos de ADN correctos.
2. DNA polimerasa II: implicada exclusivamente en la reparación del
ADN.
3. DNA polimerasa III:
a. Es la principal implicada en la replicación, formada por 10
subunidades distintas y normalmente funciona como un dímero.
b. Cada monómero copia una cadena.
c. Función exonucleasa para degradar DNA desde los extremos
3’5’: CORREGIR ERRORES. Si una base está mal puesta
distorsiona la molécula, por lo que se detecta el error, retrocede y lo
corrige. La tasa de error es del orden de 10-5, pero con la
corrección desciende hasta 10-8.

8. POLIMERIZACIÓN 5' -> 3':
ESTRUCTURA QUÍMICA DE LA
DOBLE HÉLICE EN
POLIMERIZACIÓN.
Los nucleótidos que se van
añadiendo son trifosfato, de
modo que la rotura y eliminación
de un pirofosfato produce la
energía necesaria para que se
establezca el enlace fosfodiéster
entre el nucleótido entrante y el
3’-OH del último nucleótido
añadido.

9. Aunque la replicación parezca un proceso sencillo, se dan varias complicaciones.
Veamos sus fases:
1. La doble hélice debe desnaturalizarse parcialmente en unos puntos
denominados orígenes de replicación: helicasa.
2. Las helicasas generan tensión, por lo que se hacen necesarias las
topoisomesaras.
3. Las girasas son otras enzimas encargadas de la eliminación de
superenrrollamientos.
4. Las cadenas sencillas generadas se estabilizan por proteínas SSB.
5. Para el comienzo es necesaria la síntesis de cebadores, pequeños
fragmentos de ARN, por parte de la primasa. La primasa se une a la helicasa
y forma el primosoma.
6. La síntesis de ADN la realiza la : ADN-polimerasa III: 10 polipéptidos
diferentes. Esta enzima lee en sentido 3' 5' y sintetiza la nueva cadena en
dirección 5'3‘. CONSECUENCIA: una cadena se sintetiza de modo
continuo y otra de modo discontinuo.
MÁS ELEMENTOS NECESARIOS EN LA
REPLICACIÓN DEL ADN.
PROBLEMAS A RESOLVER EN LA REPLICACIÓN DEL ADN.

11. … Y AÚN MÁS ELEMENTOS EN LA REPLICACIÓN:
EL PROBLEMA DE LA SÍNTESIS DISCONTINUA.
SÍNTESIS CONTINUA:
1. Hebra conductora (leading strand).
2. El sentido en que crece coincide con el sentido de movimiento de la horquilla de replicación
3. Se requiere un único cebador sintetizado por la primasa
4. La DNA pol III extiende el cebador (“primer”) sin interrupciones.
SÍNTESIS DISCONTINUA:
1. Hebra retardada (lagging strand).
2. El sentido en que crece es contrario al
movimiento de la horquilla de replicación
3. Se requieren múltiples cebadores
sintetizados por la primasa de forma
sucesiva
4. La DNA pol III extiende cada uno de ellos
hasta encontrar el siguiente cebador.
5. La polimerasa III inicia su acción sobre
muchos puntos distintos del molde,
dejando huecos que son rellenados por la
polimerasa I y luego unidos por la acción
de la enzima ligasa. Estos fragmentos
reciben el nombre de fragmentos de
Okazaki.
http://www.youtube.com/watch?v=PM3D1U0MVPM

15. EN RESUMEN:
PROTEÍNAS EN LA REPLICACIÓN DEL ADN
1. HELICASAS. Se unen a la cadena y provocan la separación de las
dos hebras de ADN.
2. PROTEÍNAS SSB (single stranded binding). Se unen como un
tetrámero a la estructura generada por las helicasa para estabilizar el
ADN. La replicación es 100 veces más rápida cuando estas proteínas
se unen a las cadenas simples de ADN.
3. GIRASAS. Cataliza la formación de superenrrollamientos negativos
para ayudar al desenrrollamiento de la cadena.
4. ADN-POLIMERASAS. Tres tipos con las funciones vistas
anteriormente.
5. PRIMASA. Sintetiza cortos fragmentos de ARN denominados
cebadores (“primer” en inglés) que son utilizados como inicio para la
síntesis de la cadena de ADN. Requiere un extremo 3’-OH libre.
6. ADN-LIGASA. Forma enlaces fosfodiéster entre grupos 3’-OH y
fosfato para unir fragmentos de ADN que se van sintetizando de
modo discontinuo.

16. http://www2.uah.es/biomolq/BM/Esquemas/Tema3.htm
http://genuex.unex.es/Genetica/tema5/IGA08A.mov
http://bcs.whfreeman.com/mga2e/pages/bcs-main.asp?v=chapter&s=37&n=003&i=75.2&o=|003|&ns=0
http://www2.uah.es/biomolq/BM/Esquemas/Animaciones/MCB1202.MOV