Replicacion DNA. Libro Gerald Karlp

1. Replicación de DNA

2. Prueba BRCA1
 Cada vez que nuestras células se dividen, necesitan hacer una copia
exacta de nuestro genoma.
 Los errores en la secuencia del genoma pueden iniciar a las células por el
camino a convertir en cáncer al mutar los genes que controlan la división
celular.
 Es fundamental que nuestro genoma se copie con precisión cuando las
células se dividen y se repare cualquier daño en el DNA que puede
cambiar la secuencia de nuestro genoma.
 El daño al DNA puede ocurrir en respuesta radiación, pero también
pueden ocurrir al azar sin ninguna causa externa.
 Nuestras células necesitan reparar el daño, y si no se pueden, entonces
nuestros genomas acumulan mutaciones o reordenamientos
cromosómicos que pueden conducir directamente al cáncer.

3.  Las mujeres con alelos particulares al gen BRCA1
involucrados en la reparación del DNA, tiene un riesgo 3 a 7
veces mayor de desarrollar cáncer de mama (abreviatura
“BRCA).
 Este descubrimiento conduje a pruebas genéticas simples
para la anomalías BRCA 1, que proporcionan un sistema de
alerta temprana para el alto riesgo de cáncer de mama.
 Que puede hacer alguien que descubre que esta en riesgo?
Un enfoque extremo es extirpar ambos senos
quirúrgicamente, un método conocido como mastectomía
preventiva.
 Este enfoque quirúrgico efectivamente reduce el 90% para
pacientes en riesgo.
 Una opción menos invasiva que los pacientes con
anomalías genéticas BRCA 1 se sometan a examen de
detección, para detectar cualquier tipo de cáncer que
puede desarrollarse, en una etapa mas temprana y mas
tratable.

4.  En el caso de las pruebas genéticas BRCA 1, el
problema fue drásticamente expuesto al publico por
la actriz Angelina Jolie, que eligió someterse a una
mastectomía preventiva después de descubrir que
tenia una anomalía genética BRCA 1.

5.  Las células se duplican por división celular
y el material genético se duplica por la
replicación de DNA.
 La maquinaria que replica el ADN tiene la
capacidad de reparar el material genético
que ha sufrido daños.

6. Replicación de DNA
 Es el mecanismo que permite al ADN
duplicarse (es decir, sintetizar una copia
idéntica).
 De esta manera de una molécula de DNA
única, se obtienen 2 o mas “clones” de la
primera.

7. A medida que progreso la evolución y las moléculas de RNA se reemplazaron
por moléculas de ADN como material genético, el proceso de replicación se
hizo mas complejo, y requirió una gran cantidad de componentes auxiliares.
Aunque una molécula de ADN contiene la información para su propia
duplicación, carece de la capacidad de realizar la actividad en si misma}

8. Como lo expresó Richard Lewontin. “La imagen común del DNA
como una molécula que se autorréplica“
 La propuesta de Watson y Crick para la estructura del DNA en 1953
incluía un mecanismo que sugería su “autoduplicación”.
 Las dos cadenas de la doble hélice se mantienen unidas por enlaces de
hidró́geno entre las bases.
 Individualmente tales puentes son débiles y pueden romperse con
facilidad.
 Replicación ocurrió por separación gradual de las cadenas de la doble
hélice.

9.  Debido a que las 2 hebras son complementarias entre si, cada hebra
contiene la información requerida para la construcción de la otra.
 Durante la replicación, la doble hélice se desenrolla, y cada una de las
hebras parentales sirve como plantilla para la síntesis de una nueva hebra
complementaria.
 De acuerdo con la propuesta de Watson y crick, cada hija dúplex debe
constituir una hebra heredada completa del dúplex parental y una hebra
complementaria completa recién sintetizada.

10. La replicación de este tipo es:
 1) Es Semiconservativa
porque cada hija dúplex
contiene un hebra de la
estructura parental.
A falta de información sobre el
mecanismo de replicación, se
tuvieron que considerar otros
tipos de replicación

11.  2) Es Conservativa, las dos
hebras originales
permanecen juntas, al igual
que las hebras recién
sintetizadas.
Como resultado, una de las
hijas dúplex contendría solo
DNA PARENTAL, mientras que
la otra hija dúplex contendría
solo DNA RECIEN
SINTETIZADO.

12.  3) Dispersiva las hebras parentales se
dividirían en fragmentos, y las nuevas
hebras se sintetizarían en segmentos
cortos.
 Luego los viejos fragmentos y los nuevos
segmentos se unirían para formar una
hebra completa
 Como resultado, las hijas dúplex
contendría hebras compuestas por DNA
viejo y nuevo.

13.  Para decidir entre estas 3 posibilidades, era necesario distinguir las
hebras de DNA recién sintetizadas de las hebra de DNA originales que
servían como plantillas.
 Esto se logro en estudios sobre bacterias en 1957 por Mathew Meselson y
Franklin Stahl del Instituto de tecnología de California, quienes usaron
isotopos de nitrógeno pesado (15 N) Y ligeros (14N) para distinguir las
hebras DNA parentales y las recién sintetizadas.
 El DNA se extrajo de las muestras de bacterias y se sometió a
centrifugaciones de gradiente de densidad de equilibrio.

14.  En este procedimiento , el ADN se mezcla con una solución concentrada
de cloruro de cesio y se centrifuga hasta que las moléculas de DNA
bicaterino alcanzan el equilibrio de acuerdo con sus densidad.
 En el experimento Meselson-Stahl, la densidad de las moléculas es
directamente proporcional al porcentaje de átomos 15N Y 14N que
contiene.

15.  El genoma de las células bacterianas es una sola molécula de DNA
grande.
 Se demostró que la replicación se produce de forma semiconrservativa
también en eucariotas, mediante un enfoque experimental diferente.

16. Propiedades de la DNA polimerasa
 Intervienen en el proceso de replicación del ADN
 Llevan acabo la síntesis de la nueva cadena de ADN.
 Emparejan las moléculas de desoxirribonucleotidos trifosfato con los
desoxirribonucleótidos complementarios correspondientes al ADN molde.
 Los DNTP que se usan en la replicación del ADN contienen: tres fosfatos
unidos al grupo Hidroxilo 5’ de la desoxirribosa.
 Dependiendo de la base nitrogenada son: DATP, DTTP,DCTP O DGTP.

17.  Arthur Kornberg en 1950 inicia el estudio de estas enzimas en la U.W
 A.K purifica la enzima de extractos bacterianos.
 El demostró que la reacción enzimática requeria la presencia de DNA y
los cuatro desoxirribonucleótidos trifosfato DATP, DTTP,DCTP O DGTP.

18. Semidiscontinua
 La replicación siempre se produce en sentido 5' → 3', siendo el extremo 3'-OH
libre el punto a partir del cual se produce la elongación del ADN.
 La ausencia de actividad de polimerización en dirección 3' → 5' tiene una
explicación más directa: no se pueden sintetizar cadenas de DNA en dicha
dirección. Debido al antiparalelismo.
 Ya que las ADN polimerasas solamente saben sintetizar ADN en la dirección 5'P
- 3'OH.

19.  La síntesis de una de las hebras se puede realizar de forma continua,
mientras que la otra hélice para poder sintetizarla al mismo tiempo se
necesita polimerizarla a base de ir añadiendo pequeños fragmentos
(fragmentos Okazaki).
 Como una hélice se sintetiza de forma continua y la otra lo hace de forma
discontinua, se dice que la Replicación es Semidiscontinua.

20. La maquinaria que opera en la horquilla de
replicación
 La replicación supone más que la incorporación de
nucleótidos.
 El desenrrollamiento del dú́ plex y la separación de
las cadenas requiere la ayuda de dos tipos de
proteínas que se unen al DNA, una helicasa (o
enzima que desenrolla al DNA) y proteínas que se
unen al DNA monocatenario (SSB).
 Las DNA helicasas desenrollan al dúplex del DNA
en una reacción que utiliza energía liberada a partir
de la hidrólisis del ATP para separar los puentes de
hidró́ geno que mantienen juntas a las dos cadenas,
lo cual expone a las plantillas de DNA
monocatenario.

21.  E. coli tiene por lo menos 12
helicasas diferentes, que usa en
distintos aspectos del metabolismo
del DNA (y RNA). Una de estas
helicasas (el producto del gen
dnaB) sirve como la máquina
principal de desenrrollamiento
durante la replicación .