biologia celular y molecular 12 semana
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BIOLOGIA CELULAR Y
MOLECULARReplicación del ADN
Lic. Mblgo. HENRY WILLIAN SANCHEZ MENDOZA
INTRODUCCIÓN: La vida de las células transita por dos
etapas que se alternan cíclicamente, conocidas con los nombres
de INTERFASE Y MITOSIS. La interfase se subdivide en
tres periodos, llamados (etapa G1, S y G2)
Etapa G1
Es la primera fase del ciclo celular, existe crecimientocelular con síntesis de proteínas y de ARN.
Tienen lugar las distintas actividades de la célula(secreción, conducción contracción, endocitosis, etc).
La célula duplica su tamaño y masa debido a la continuasíntesis de todos sus componentes, como resultado de laexpresión de los genes que codifican las proteínasresponsables de su fenotipo particular.
Tiene una duración de entre 6 y 12 horas.
Las célula que no se dividen nuevamente (como lasnerviosas) pasan toda su vida en este período, que enestos casos se denomina G0, ya que las células se retirandel ciclo celular.
Fase “S”
• Esta es la fase del ciclo celular en donde el ADN se encuentra sintetizado (de ahí viene el nombre de fase S).
• En cuyo transcurso se produce la replicación del ADN
• Esta fase tiene la duración más larga del ciclo celular, entre 7-10 horas.
Fase G2
• Es la tercera fase de crecimiento del ciclo celular.
• En esta fase, ya con el ADN duplicado, la célulaensambla las estructuras necesarias para la separaciónde las células hijas durante la división celular y lacitocinesis (separación del citoplasma).
• Al final de este período se observa al microscopiocambios en la estructura celular, que indican el principiode la división celular.
• Tiene una duración entre 3 y 4 horas.
Ciclo celular
Ciclo
celular
Interfase
Fase M
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
Fase G0
Fase G1
Fase S
Fase G2
La replicación del ADN es la proceso de síntesis de nuevas hebras de
ADN usando como molde una cadena ya existente.
Este proceso es semiconservativo y bidireccional. Funciona igual,
tanto en procariontes como en eucarionte.
La replicación del ADN se han estudiado principalmente en
procariotas con genoma simple como la E. Coli.
REPLICACIÓN DEL ADN
Se dieron muchas hipótesis sobre como se duplicaba elADN, hasta que Watson y Crick propusieron la hipótesissemiconservativa, según la cual, las nuevas moléculas deADN formadas a partir de otra antigua, tienen una hebraantigua y otra nueva.
Las principales moléculas enzimáticas implicadas en la replicación
del ADN son:
Helicasa.
Proteína de unión a cadena sencilla.
ADN polimerasa.
Girasa.
Primasa.
Ligasa.
Maquinaria enzimática
La replicación comienza en un punto del ADN
Principios de replicación
Lazo
Horquilla de
replicación
Horquilla de
replicación
Principios de replicación
Principios de replicación
Principios de replicación
Principios de replicación
En las procariotas existe un solo origen de replicación, denominado OriC y,
a partir de este único punto de origen, la replicación progresa en dos
direcciones, de manera que existen dos puntos de crecimiento u horquillas
de replicación.
La replicación del ADN en procariotas sucede a una velocidad de 500
nucleótidos por segundo.
Fases de la replicación
Horquilla de
replicación
Horquilla de
replicación
Origen de replicación
(OriC)
1. Reconocimiento del sitio de inicio de la replicación.
2. Separación de las cadenas parentales de ADN.
3. Estabilización parcial de esas cadenas como cadenas sencillas
de ADN (Proteínas SSB).
4. Formación del complejo de iniciación.
5. Síntesis del ARN cebador tanto en la cadena retardada como
en la cadena conductora.
Fases de la replicación
Iniciación
Cuando se mira solamente una de las horquillas de replicación,
una de las hélices se sintetiza de forma continua, la hélice
conductora (también llamada hélice líder).
La otra hélice se sintetiza de manera discontinua, hélice retardada
(también llamada hélice retrasada), a base de fragmentos cortos o
fragmentos de Okazaki.
Fases de la replicación
Iniciación
La primasa sintetiza los cebadores necesarios para la síntesis
discontinua de la cadena retrasada de ADN.
Extensión de los nuevos fragmentos de ADN por la ADN
polimerasa.
La ADN polimerasa elimina los cebadores y rellena los espacios
que quedan al eliminar los cebadores.
La ligasa une los fragmentos de ADN catalizando la formación de
un enlace fosfodiester entre el extremo 5´PO4- de un nucleótido y
el grupo 3’OH- del nucleótido adyacente.
Fases de la replicación
Fragmentos de Okazaki
La ADN Polimerasa III actúa en ambas cadenas de ADN.
Se forman la cadena continua y fragmentos de Okazaki.
Fases de la replicación
Elongación
Hélice conductoraHélice conductora
Hélice retardada
Fragmento de OkazakiCebadores
La ADN Polimerasa I degrada los cebadores y los reemplaza por
ADN complementario.
La ADN ligasa une todos los fragmentos de ADN de Okazaki.
Fases de la replicación
Terminación
Cadenas molde de ADN
Horquilla de replicación
ADN polimerasa
ADN ligasaFragmentos
de Okazaki
Cadena retrasada
Cadena adelantada
Similar a lo que ocurre en procariotas.
Las histonas antiguas se fusionan con la hebra conductora.
Mayor número de replicones u horquillas.
Más lento (10 veces) por la existencia de histonas.
Fragmentos de Okazaki más pequeños.
Ocurre durante la interfase en el periodo o fase S del ciclo celular.
Ocurre siempre en el interior del núcleo.
La replicación del ADN en el ser humano se realiza a una velocidad de
50 nucleótidos por segundo
Replicación del ADN en eucariotas
PREGUNTAS1. El ADN se replica por cuál de los
siguientes modelos propuestos
2. ¿En qué dirección se replica el ADN?
3. ¿Cuál de los siguientes elementos no estáimplicado en la formación de las horquillasde replicación?
4. Mencione Daños, mutaciones y reparacióndel ADN
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