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Reparación y Replicación de ADN image, image, image, image, Grupo 7,…

- - - - Los extractos de huevos también apoyan la replicación de la división mitótica de los núcleos de mamífero.
- - - - En el sentido que avanza la horquilla (hebra adelantada, líder o conductora (leading strand))
      - En sentido contrario al avance de la horquilla (hebra rezagada o retrasada (lagging strand))
- - - - Para poder acomodar las diferencias, las células eucarióticas replican su genoma en porciones menores (replicones)
        
        Cada una de estás porciones tiene un origen a partir del cual las horquillas de replicación avanzan hacia afuera en las dos direcciones.
  - - - Los replicones activos, en momento dado durante una síntesis de ADN tienden a ser activos en un momento comparable de las siguientes rondas.
    - - El mayor progreso se dio con la levadura en ciernes porque los orígenes de la replicación logran eliminarse del cromosoma de levadura y se insertan en moléculas de DNA bacterianas
        
        Les dan capacidad de replicarse dentro de una célula de lavadura o en extractos celulares que contienen las proteínas de replicación eucariótica
        
        La secuencia promueve la replicación de DNA en donde se contienen (secuencias de replicación autónomas ARS)
        
        Los ARS se aislaron y analizaron comparten varios elementos, su elemento central consiste en una secuencia conservada de 11 pares de bases
        
        Los cuales funcionan como un sitio de unión específica para el complejo multiproteico (complejo de reconocimiento de origen). Si el ARS llega a mutar de modo que no se una al ORC la replicación no inicia.
- - - - Ensamblaje de un complejo proteína-DNA (complejo de prerreplicación) que si puede dar inicio a la replicación. Los estudios se centraron en un conjunto de 6 proteínas MCM relacionadas.
        
        El ensamblaje de una pre-RC marca ese sitio en el genoma como un posible origen de replicación sin saber si lo será.
        
        Una vez iniciada la replicación al comienzo de la fase S, la MCM helicasa se traslada con la horquilla de replicación. El destino de la MCM después de la replicación depende de la especie.
      - Estás proteínas se cargan en el origen de replicación de una etapa tardía (mitosis) con ayuda de factores accesorios que se unieron antes al ORC. Luego formaran un complejo en forma de anillo que posee actividad helicasa.
- - - - Al inicio del estudio de replicación eucariota in vitro, los investigadores combinan proteínas de replicación de mamíferos con una helicasa viral (antígeno T grande) que está codificada por el genoma de SV40
        
        DNA de las eucarióticas se sintetiza de manera semidiscontinua, en los Okazaki de la hebra retrasada son considerablemente pequeños en bacterias (150 nucleótidos de longitud)
  - - - Se estima que las regiones púrpuras contienen aproximadamente entre 10-100 horquillas de replicación que incorporan nucleótidos en las hebras de ADN.
- - - - Polimerasas δ (ADNpol δ)
      - Polimerasas ε (ADNpol ε)
      - La polimerasa β (ADNpol β)
      - Polimerasa γ (ADN pol γ)
      - Existen otras polimerasas, como las polimerasas ζ (theta), η (eta) y ι (iota), cuya función no es muy conocida.
      - Polimerasa α (ADNpol α)
- - - - Completa la síntesis de la cadena retardada y une los fragmentos de Okazaki, existe un sistema de nucleasas (FEN1/RTH1 + RNasa H1) encargado de eliminar el cebador de ARN
  - - - Se produce un apareamiento de bases entre el ADN telomérico y el ARN de la telomerasa.
      - Empieza la primera elongación, cataliza la elongación del extremo 3’ alargado, añadiendo dNTPs
      - Se desliza sobre el extremo 3’, conservando la complementariedad lo que se conoce como translocación.
      - La telomerasa elonga nuevamente el extremo 3’ saliente
      - En la segunda fase la ADN polimerasa α rellena la otra hebra, y la ligasa sella la mella que queda en la elongación.
      - Se vuelven a repetir los pasos de translocación y elongación
  - - - Mantiene la ADN polimerasa en contacto con la cadena molde para que la lea y sintetice la cadena complementaria
- - - - La helicasa desenrrolla un ADN dúplex, liberando energía por hidrólisis, rompiendo enlaces de H y exponiendo la hebra simple de DNA plantilla
      - La E. coli tiene 12 helicasas diferentes. La helicasa DnaB tiene 6 subunidades en forma de anillo que rodea la hebra de ADN y es la principal máquina desenrrolladora en la replicación
- - - - abrazadera B (mantiene a la polimeraza asosciada con el ADN plantilla
        
        Es necesario un cargador de abrazadera multisubunidad
    - - Permanecer unidas a la plantilla en tramos largos si van a sintetizar una hebra complementaria continua
        
        Cuando la ADN polimerasa está unidad a una abrazadera corrediza, puede desplazarse de un nucleótido a otro sin dispersarse de la plantilla
        
        La polimersade la hebra plantilla adelantada permanece unida a una sola abrazadera B en la replicación
        
        La polimeraza de la hebra plantilla retrasda completa la sínteis de un fragmento de Okazaki, se desengancha de la abrazadera B, ensamblada en una unión DNA plantilla -RNA primario cerca de la orquilla de replicación
      - Deben estar lo suficientemente sueltas para moverse a través de la plantilla
    - - El ADN se introduce en la abertura en la pared de la abrazadera. El ATP se hidroliza unido al cargador de la abrazadera, liberandola abrazadera y cerrándose al rededor del ADN
  - - - Son capaces de degradar polímeros de ADN al extremo de la molécula
      - TODAS LAS DNA POLIMERASAS BACTERIANAS TIENEN ACTIVIDAD EXONUCLEASA
    - - 5' --> 3'
        
        cómo se degrada la hebra
      - 3' --> 5'
    - - actividades exonucleasas (5' --> 3' y 3' --> 5')
        
        3 enzimas diferente en una sola
      - actividad de polimerizaión
  - - - Selección precisa de nucleótidos
      - Repaso inmediato
      - Reparación de aparamiento posterior
    - - Entre los 4 posibles trifosfato de nucleótidos entrantes, solo 1 forma un ajuste geométricoadecuado con la plantilla, produciendo un par de bases A-T o G-C, este es el primer paso para la discrimanación.
      - Si la encima percibe que el nucleótido entrante es correcto, hay un cambio confrontacional, donde los "dedos" de la polimerasa giran hacia la "palma", tomando el nuecleótido entrentante al ajuste inducido
        
        2.1. El par de bases tiene geometría inadecuada si el sitio activo no puede alcanzar la confromación requerida para la catálisis y el nucleótido no se incorpora
        
        2.2. El par de bases tiene geometría adecuada, el nucleótido entrante se una covalentementemente al extremo de la hebra en crecimiento
- - - - Las dos hebras originales de ADN permanecen juntas después de servir como plantillas al igual que las dos hebras recién sintetizadas
    - - Cada molécula de doble hélice hija debe consistir en una hebra heredada de la molécula parental y una hebra recién sintetizada
    - - Las hebras parentales de ADN se dividen en fragmentos, y las nuevas hebras de ADN se sintetizarían en segmentos cortos. En consecuencia, los viejos fragmentos y los nuevos segmentos se unirían para formar una hebra completa
        
        Los estudios sobre bacterias en 1957 por Matthew Meselson y Franklin Stahl y determinaron que la replicación se produce de manera semiconservativa y además que diferentes células comienzan la replicación del DNA en distintos momentos
- - - - • Aislamiento de mutantes sensibles a la temperatura.
      - • Al tener una temperatura elevada, se revela la deficiencia.
      - • Afectan actividades fisiológicas.
    - - • Temperatura baja
      - • Proteína mutante capaz de llevar a cabo sus funciones de forma eficiente.
      - • Continúa el crecimiento y división de las células.
    - - Utiliza componentes celulares purificados para estudiar la replicación del ADN.
        Para replicar el cromosoma de la E.coli, se requieren alrededor de 30 proteínas distintas.
  - - - La doble hélice parental experimenta una separación de la hebra.
        
        Se incorporan nucleótidos en las hebras complementarias recién sintetizadas.
        
        Se mueven en direcciones opuestas, pero posteriormente se encuentran en un punto donde finaliza la replicación.
    - - La separación de las hebras de un ADN dúplex y una cuerda helicoidal, generan problemas topológicos.
        Proceso de desenrollado – La separación de las hebras de doblé hélices. → Durante la replicación
        
        • Efecto de desenrollar una cuerda de dos hebras. → Rotación de la fibra completa
        
        • Molécula de ADN circular se sobreenrolla y acumula superenrollados positivos. → Se desarrolla tensión y no se puede aliviar mediante rotación completa de la molécula.
      - El movimiento de la horquilla de replicación genera superenrollamiento positivo.
        
        Una molécula de ADN sobreenrollada queda positivamente superenrollada, pero esta condición puede cambiar debido a las enzimas topoisomerasas.
        
        Enzima ADN girasa – Elimina los superenrollamientos positivos con la ayuda de energía obtenida durante la hidrólisis de ATP.
    - - En 1950 empezó el estudio de las enzimas por Arthur Kornberg.
      - Las ADN polimerasas sintetizan nuevas hebras de ADN, pero no pueden construir ninguna de ellas en dirección 3´ → 5´. Cabe mencionar que sirvieron de modelo para las reacciones de polimerización.
      - Requisitos básicos de las ADN polimerasas (eucariotas y procariotas):
        
        • Plantilla de hebra de ADN para copiar.
        
        • Una hebra primaria a la que se puedan agregar nucleótidos.
      - Una célula bacteriana contiene de 300 a 400 polimerasa I y esta a su vez tendría solo 10 copias de ADN polimerasa III que es la principal responsable de la replicación del ADN.
      - El ADN circular no puede iniciar la formación de hebras, por lo que no sirve como modelo para el ADN.
      - Replicación semidiscontinua
        
        Una hebra que crece alejada de la horquilla puede sintetizarse de forma discontinua (fragmentada).
        
        Hebra adelantada: Hebra que se sintetiza de forma continua. Avanza de acuerdo a la horquilla de replicación.
        
        Hebra atrasada: Hebra que sintetiza de forma discontinua (fragmentada). Se debe esperar a que las hebras parentales se separen y muestren un modelo adicional para la iniciación de cada fragmento.
        
        Se denomina replicación semidiscontinua, a aquel proceso en la que una hebra se sintetiza continuamente y la otra de forma discontinua.
        
        Reiji Okazaki – Parte del ADN se construyó en segmentos pequeños (fragmentos de Okazaki), los cuales se unen por una hebra continua llamada ADN ligasa.
        
        Se planteo la idea de que una ADN polimerasa no esta involucrada en la iniciación, sino una ARN polimerasa llamada primasa, cuya síntesis se da en el origen de replicación.
        
        Se cree que puede existir errores en la replicación, especialmente durante la iniciación.
        
        Lo que evita una inclusión de bases desajustadas es un segmento corto de ARN degradable.