La replicación del ADN es un proceso fundamental en el que se crea una copia idéntica del material genético. Comienza con la iniciación, donde la enzima helicasa desenrolla la doble hélice del ADN, creando una "horquilla" de replicación. Luego, la enzima primasa sintetiza pequeños fragmentos de ARN llamados "primers", que servirán como punto de partida para la síntesis de nuevo ADN. La enzima polimerasa DNA sintetiza nuevo ADN a partir de los primers, utilizando los nucleótidos disponibles en el medio, y también realiza una corrección de errores. Finalmente, la enzima ligasa une los fragmentos de ADN recién sintetizados, formando una cadena continua. Este proceso es esencial para la transmisión de información genética, el crecimiento, desarrollo y reparación de tejidos, y para mantener la estabilidad del genoma.

1. Replicación de ADN

3. Replicación de ADN
Características
Generales
El crecimiento es
semiconservativo. Esta
característica derivo de los
experimentos llevados a cabo
por M. Meselson y W.F. Stahl.

5. Replicación de ADN
Modelos de crecimiento de la cadena
• Solo una cadena del dùplex crece en cada punto de crecimiento. Este
mecanismo se encuentra en el virus con DNA lineal, actuando como sitios fijos
para la iniciación y la terminación los extremos de las moléculas.

6. Replicación de ADN
Modelos de crecimiento de la cadena
• Otra posibilidad comprende un origen y una horquilla de crecimiento, que se
desplaza a lo largo del DNA en una dirección mientras se copian las dos
cadenas. Ciertos plasmidos se replican de esta manera.

7. Replicación de ADN
Modelos de crecimiento de la cadena
• Una tercera posibilidad es que la síntesis comenzara en un solo origen y
prosiguiera en ambas direcciones, de modo que ambas cadenas fuesen
copiadas en cada una de las dos horquillas de crecimiento. Este es el
mecanismo general que utilizan las células procariontes y eucariontes, es decir
la replicación es bidireccional.

8. Replicación de ADN
Modelos de crecimiento de la cadena
Autorradiografia de fibras en moléculas de DNA
marcado proveniente de células de mamífero
cultivadas.
Cuando se observan estas bajo el microscopio,
se ve las denominadas “burbujas” u “ojos” de
replicación que se extienden desde múltiples
orígenes de replicación.

9. Replicación de ADN
Características Generales
El crecimiento es bidireccional. La
dirección es desde el extremo 5’
(extremo que coincide con el grupo
fosfato del quinto carbono de la
desoxirribosa terminal) al extremo 3’
(extremo que coincide con el grupo
hidroxilo unido al tercer carbono de
la desoxirribosa).

10. NUCLEÓTIDOS DE ADN
Replicación de ADN

11. Replicación de ADN
ADN Polimerasas
• Protagonistas de la replicación. Existen
variedades tanto en eucariotas como en
bacterias.
• Todas catalizan esencialmente la misma
reacción, que es la adición de un
desoxinucleótido trifosfato (dNTP) a una
molécula de ADN.
• Esta adición se presenta por un extremo 3´
libre, para inducir una elongación de la
cadena.
• La elongación consiste en la incorporación
de un desoxinucleótido monofosfato
(dNMP) y la liberación de un pirofosfato
(PPi).

12. Replicación de ADN
ADN Polimerasas
• Su funcionamiento requiere de :
-Un cebador que es el que reacciona con el grupo alcohólico para la formación de
la unión éster
-Un molde para copiarlo, este fundamental para garantizar la fidelidad de la
replica y permitir que las células hijas lleven la misma información.
• Siempre actúan en la dirección 3´ - 5´, lo que genera un problema de tipo geométrico.
• Teniendo en cuenta que las doble hélices tienen naturaleza anti-paralela, se pueden
distinguir 2 hebras: la líder q se sintetiza continuamente y la retrasada q se sintetiza en
forma discontinua.
• Este retraso se ve en el tiempo, porque primero se tiene que sintetizar una para que
exponga el molde.
• La hebra retrasada va 200 nucleótidos atrás porque el ADN tiene que dar toda la vuelta
para ponerse en la misma posición donde se encuentra la polimerasa.

13. Replicación de ADN
ADN Polimerasas
Actividad: cantidad de enzima necesaria para convertir una molécula de sustrato en
producto por unidad de tiempo
Procesividad: numero de nucleótidos que incorpora una Polimerasa por evento de unión
al sustrato. Todo proceso de interacción entre enzima y sustrato esta regido por leyes
colisionales
Una procesividad de 1000 implica que 1000 moléculas de dNTP son incorporadas a la
cadena naciente de ADN sin que el ADN se despegue
Estas 2 propiedades son independientes.

14. Replicación de ADN
ADN Polimerasas
En mamíferos existen 5 ADNpol
Polimerasa α: posee actividad RNApol, actividad primasa, alta actividad y baja
procesividad. Seria la que inicia la Replicación, su actividad primasa asociada genera el
cebador de ARN, sintetiza rápidamente y luego se separa debido a su baja procesividad.
Sintetiza el grueso de la hebra retrasada. No tiene actividad de corrección de copias, por lo
que la hebra retrasada tiene mayor tasa de mutagenicidad. Origen nuclear
Polimerasa β´: es muy activa y poco procesiva. Mutantes en pol β´ no tienen problemas en
la replicación, pero tienen alta tasa de mutaciones, x lo q se supone q interviene en
procesos de reparación
Polimerasa γ: es de localización mitocondrial y participaría en la replicación del genoma
mitocondrial. Es de origen procariótico.

15. Replicación de ADN
ADN Polimerasas
Polimerasa δ: no tiene actividad primasa ni RNA pol, pero si actividad de corrección de
copias. Posee alta procesividad y baja actividad. Lleva a cabo la parte más sustancial del
trabajo; sobre todo en la hebra líder. Origen nuclear
Polimerasa ε: no tiene actividad primasa ni RNApol pero si alta procesividad. Origen nuclear.
Mutantes en pol ε o en pol δ producen perturbaciones en la replicación y en la segregación
de los cromosomas.
En plantas hay un polimerasa cloroplastica de tipo procariótica mas semejante a
cianobacterias que a proteobacterias, vendría de la endocitosis de cianobacterias. Esta pol
participa en la replicación del genoma cloroplastico.
Las ADN Polimerasas no tienen capacidad de reconocer secuencias específicas de ADN ni
capacidad de desenrollar el ADN

16. Replicación de ADN
ADN Polimerasas
En bacterias existen 3 ADNpol
Polimerasa I: es probablemente la enzima mas importante para el rellenado de brechas
durante la reparación del DNA
Polimerasa II: actúa en la respuesta SOS inducible; también rellena brechas y parece
facilitar la síntesis de DNA dirigida por las plantillas dañadas
Polimerasa III: cataliza el alargamiento de cadenas en la horquilla de crecimiento en E. coli,
la holoenzima DNA pol III es una proteína muy grande compuesta por 10 polipetidos
diferentes. El denominado núcleo polimerasico se compone de 3 subunidades:
o Subunidad α: contiene el sitio activo para la adición de nucleótidos.
o Subunidad ε: es una exonucleasa 3’-5’ que extrae los nucleótidos agregados de
manera incorrecta.
La función del resto de las subunidades es convertir a este núcleo polimerasico, para que
de una enzima procesiva., capaz de formar segmentos de muchos nucleótidos.

17. Replicación de ADN
ADN Polimerasas
Subunidad β: tiene la capacidad de formar un dimero con forma de rosca alrededor del DNA
duplex, para luego asociarse con el núcleo polimerasico catalítico y mantenerlo en posición
cerca del extremo 3’ de la cadena en crecimiento.
Una vez que se dio la asociación, esta subunidad funciona como una “abrazadera” capaz de
deslizarse con libertad a lo largo del DNA, al tiempo que también lo hará el núcleo. De esta
manera, el núcleo permanece cerca de la horquilla de crecimiento y la procesividad de la
enzima se torna máxima.
Cinco de las subunidades restantes ( γ, δ, δ’, χ, ψ) forman el complejo γ, que tiene dos tareas
importantes:
-Cargar la abrazadera del subunidad β, mediante una reacción ATP-dependiente.
-Descargar la abrazadera una vez que se finalizo una cadena de DNA.
La subunidad restante, tiene como principal función, permitir la dimerizacion de dos núcleos
polimerasicos, para poder coordinar la síntesis de la cadena atrasada y adelantada.

18. Replicación de ADN
Origen de la replicación

19. Replicación de ADN
Origen de la replicación
• ARS (secuencias replicativas autónomas): actúan como orígenes permitiendo la
replicación. Todos los elementos necesarios para garantizar la replicación de un
fragmento de ADN están contenidos en esta región. No necesita ser absolutamente
definida, pero si generalmente ocupa un pequeño espacio (50 – 60 nucleótidos) dentro
de cada uno de los bucles.
• No hay una secuencia consenso del ADN para el Origen de Replicación, aunque todas ellas
son ricas en A y T
• Las Polimerasas del núcleo elongan aproximadamente alrededor de 2000 nt/seg
• A ambos lados del origen, separados por 60-70 bp, hay 2 secuencias palindrómicas
(secuencias que se leen de la misma manera en ambas direcciones)
• Estas secuencias son reconocidas por las enzimas Helicasas que tienen la capacidad de
unir al ADN y desenrollarlo

20. Replicación de ADN
Origen de la replicación
Origen de replicación de E. coli: El OriC es un segmento de DNA de 240 pb, presente en el
sitio de comienzo de la repliaciòn del cromosoma de esta bacteria. Todos los OriC contiene:
o Secuencias repetitivas de 9 pb conocidas como nonàmeros ( caja DnaA)
o Secuencias repetitivas de 13 pb conocidas como teiscaidecamero (13-mers)
En ambos casos son secuencias ricas en AT que sirven como sitio de uniòn para la DnaA.
El genoma de E. coli posee un segmento de DNA con un contenido relativamente alto de A
+ T adyacente al OriC; esta secuencia sirve para facilitar la disociación local del dùplex que
expone los dos segmentos de DNA monocatenario sobre los cuales se coloca la maquinaria
de replicación.

21. Replicación de ADN
Origen de la replicación
Secuencias de replicación autónoma en levaduras: Las levaduras, al igual que los
cromosomas de los demás sistemas eucariontes, tienen varios sitios para el inicio de la
replicación.
Esta secuencia ( en especial ARS1) se caracteriza por poseer un segmento de 15 pb que se
denomina elemento A.
Experimentos por huellas con DNasa han demostrado con un complejo formado por 6
proteínas diferentes llamado ORC ( complejo de reconocimiento del origen) se une
específicamente al elemento A de manera ATP-dependiente.

22. Replicación de ADN
Origen de la replicación
Origen de Replicación del SV40: Una región de 65 pb en el cromosoma del SV40 es
suficiente para promover la replicación del DNA. Tres segmentos de DNA de este origen
son necesarios
SIMILITUDES
•Son segmentos de DNA singulares que contienen múltiples secuencias repetidas cortas
•Estas unidades repetitivas cortas son reconocidas por proteínas multimericas que se
unen al origen
•Las regiones de origen suelen contener un segmento rico en AT. Esta propiedad facilita el
desenrrollamiento del dúplex de DNA.

23. POLIMERASA

24. HORQUILLA DE REPLICACIÓN
III
PRIMASAS