1. Tema 6: Estructura y replicación del material genético
Estructura y replicaciónEstructura y replicación
del material genéticodel material genético

2. Tema 6: Estructura y replicación del material genético2

4. 4

5. 5

6. 6

7. Replicación del DNAReplicación del DNA

8. Posibles modelos de replicaciónPosibles modelos de replicación

9. Semiconservadora

10. Bidireccional
Tema 6: Estructura y replicación del material genético

11. Sentido 5’-3’, 3’ OH libre punto de partida
donde se produce elongación.
Semidiscontinua
Tema 6: Estructura y replicación del material genético

12. Tema 6: Estructura y replicación del material genético12
Replicación del DNAReplicación del DNA
•Semiconservativa: una cadena sirve de molde para una
nueva cadena
•El experimento de M. Meselson y F. Stahl (1958)
demuestra que la replicación es semiconservativa
Mathew Meselson Frank Stahl

13. Tema 6: Estructura y replicación del material genético13

14. Tema 6: Estructura y replicación del material genético14
Replicación del DNAReplicación del DNA
•Enzimas que sintetizan (replican) el DNA
•E. coli
•DNA polimerasa I (rellena huecos y repara)
•DNA polimerasa II y III (función principal en
la síntesis)
•Añade bases en ambas cadenas en la
dirección 5’ → 3’
•Requiere un 3’ OH final
•Eucariotas
•5 polimerasas
∀α y β principal en replicación
∀δ, ε y γ exonucleasas
•Corrección de pruebas: actividad 3’ → 5’
exonucleotídica. Sustituye bases mal emparejadas
(10-5
) por correctas (10-7
); mecanismos de reparación
adicionales la reducen hasta 10-10

15. Tema 6: Estructura y replicación del material genético15
Las polimerasas
conocidas añaden
nucleótidos
solamente en la
dirección 5’ → 3’
5’3’

16. Tema 6: Estructura y replicación del material genético16

17. Tema 6: Estructura y replicación del material genético17
No funcionaría la corrección de errores por
falta de un trifosfato que suministre la
energía de enlace covalente azúcar-fosfato
¿Por qué no hay una enzima que
polimerice en la dirección 3´-> 5?

18. 18
Dr. Antonio Barbadilla
Adición 5’3’
Tema 6: Estructura y replicación del material genético
18

19. 19
Dr. Antonio Barbadilla
Tema 6: Estructura y replicación del material genético
19
P
P
P
P
P
PPPP
P
OH
PP
PPP
PPP
OH
PP
OH
P
P
PP + H2O
PP
OH
P
PP
P
P
P
PPP
P
OH
PP
PPP
PPP
P
OH
PPP
5’ 3’

20. 20
Dr. Antonio Barbadilla
Adición 3’5’
(hipotética)
Tema 6: Estructura y replicación del material genético
20

21. 21
Dr. Antonio Barbadilla
Adición 3’5’
(hipotética)Tema 6: Estructura y replicación del material genético
21
PP + H2O
P
PP
P
P
OH
PP
P
PP
P
P
P
P
P
P
P
P
OH
PP
P
OH
PP
P
OH
PP
P
P
OH
P
P
P
P
PP
PP
PP
PP
P
P
P
P
OH
PP
PP
3’ 5’

22. FRAGMENTOS DE
OKASAKI
Cadenas cortas de ADN recién sintetizadas en
la hebra discontinua.
22

23. 23
Dr. Antonio Barbadilla
Corrección de errores
Tema 6: Estructura y replicación del material genético
23

24. 24
Dr. Antonio Barbadilla
Adición 5’3’
Tema 6: Estructura y replicación del material genético
24
PPP
P
OH
PP
PPP
PPP
P
P
P
P
P
P
OH
PP
OH
P
P
PP + H2O
PPP
P
OH
PP
PPP
PPP
P
P
P
P
P
OH
PPP
5’ 3’
P

25. 25
Dr. Antonio Barbadilla
Adición 3’5’
(hipotètica)Tema 6: Estructura y replicación del material genético
25
PP
P
P
OH
PP
P
PP
P
PP
P
P
P
P
P
P
OH
P
OH
PP
3’ 5’
P

26. Tema 6: Estructura y replicación del material genético26
Replicación del DNA (2)Replicación del DNA (2)
•Replicación: continua (cadena adelantada, cebador
sólo inicio) y discontinua (cadena retrasada)
•Discontinua
•Cebador (pequeño RNA 2-60 nucleótidos
añadido por enzima primasa o RNA pol que
provee 3’ OH.
•Fragmento de Okazaki por DNA pol III
(1500 bp en procariotas y 150 en eucariotas)
•Pol I elimina cebador 3’ -> 5’ y llena huecos
(gap)
•Ligación (DNA ligasa, enlace fosfodiéster)

27. Tema 6: Estructura y replicación del material genético27

28. Tema 6: Estructura y replicación del material genético28

29. Tema 6: Estructura y replicación del material genético29
Polimerasa III
Polimerasa I

30. Tema 6: Estructura y replicación del material genético30
El cebador es más proclive al error, por
lo que debería eliminarse y el RNA
puede detectarse y eliminarse
fácilmente por la DNApol I
¿Por qué el cebador es RNA?

31. Tema 6: Estructura y replicación del material genético31
El replisoma: complejo enzimático de la
replicación que coordina la síntesis de las
dos cadenas, maquinaria molecular
•Dímero de la DNA pol III (núcleos
catalíticos)
•Primosoma: formado por dos enzimas
•Primasa
•Helicasa (desenrolla el DNA)
•Proteína de unión a cadena sencilla, ssb
(Unión Y, estabiliza el DNA de cadena
sencilla)
•Topoisomerasas tipo I (rotura una cadena)
y II (rotura de dos cadenas) junto a DNA
ligasa -> Relajación del superenrollamiento
Replicación del DNA (3)Replicación del DNA (3)

32. Tema 6: Estructura y replicación del material genético32
El replisoma: una maquinaria de replicación extraordinaria

33. Tema 6: Estructura y replicación del material genético33
El replisoma: una maquinaria de replicación extraordinaria

34. Tema 6: Estructura y replicación del material genético34
DNA pol III + abrazadera beta -> Enzima procesiva
El replisoma: una maquinaria de replicación extraordinaria

35. Tema 6: Estructura y replicación del material genético35
El replisoma: una maquinaria de replicación extraordinaria

36. Tema 6: Estructura y replicación del material genético36
Topoisomerasas

37. Tema 6: Estructura y replicación del material genético37
•Origen de replicación:
•Secuencia reconocida (Ori C en E. coli) por
proteínas iniciadoras. Varios orígenes en
eucariotas
•La replicación es bidireccional
Replicación del DNA (4)Replicación del DNA (4)
Horquilla
replicación

38. Tema 6: Estructura y replicación del material genético38
En el DNA nuclear de eucariotas hay muchos orígenes de
replicación (~500 en levaduras y 60000 en mamíferos). Cada
unidad de replicación es un replicón. La replicación es
bidireccional

39. Tema 6: Estructura y replicación del material genético39
En el DNA nuclear de eucariotas hay muchos orígenes de
replicación (~500 en levaduras y 60000 en mamíferos). Cada
unidad de replicación es un replicón. La replicación es
bidireccional