La Replicació De L’ADN

1. La Replicació De L’ADN

2. Per originar nous individus cal fer còpies del material genètic ( ADN) dels progenitors que passaran als descendents Després de la fecundació les cèl·lules es divideixen i necessiten la mateixa informació de la seva espècie PER QUÈ FER CÒPIES?

3. La duplicació de l’ADN és un procés multienzimàtic on les dues cadenes es separen i es sintetitzen dues de noves. En un principi existien tres hipòtesis de treball: Replicació conservativa Replicació dispersora Replicació semiconservativa Hipòtesis sobre la duplicació

4. Experiment de Meselson i Stahl • Fer activitat de la pàgina CienciesBat • ACTUALMENT SABEM QUE LA HIPÒTESI CORRECTA ÉS LA SEMICONSERVATIVA

5. El sentit del Creixement dels nous filaments • LA SÍNTESI D’ADN “IN VITRO” • KORNBERG(1956) VA AÏLLAR L’ENZIM ADN-POLIMERASA (ADN-POL) QUE ES CAPAÇ DE SINTETITZAR ADN IN VITRO ( 1000n/mint) NECESSITATS DE L’ADN –pol DESOXINUCLEÒTIDS (A,G,C,T) + ADN PATRÓ + EXTREM ENCEBADOR

6. ADN POLIMERASA • Catalitzen la formació d'un enllaç ester entre un grup 3'-OH lliure d'un nucleòtid i el fosfat del nucleòtid que s'hi incorpora. Això té importants conseqüències: • Les cadenes d'ADN en formació van creixent sempre en sentit 5' → 3' mentre que la cadena motlle es copia sempre en sentit 3' → 5'. • L'ADN polimerasa necessita un extrem 3'-OH lliure, és a dir, un petit fragment de cadena nova per a començar a copiar. Com que aquest enzim no pot sintetitzar-lo, ha d'intervenir un altre enzim diferent que sintetitzi aquest fragment inicial anomenat iniciador o encebador (en anglès primer). • Posseeixen activitat exonucleàsica (activitat que els permet hidrolitzar enllaços ester per a eliminar nucleòtids). Quan l'aparellament entre la base de la cadena motlle i la base del nou nucleòtid incorporat no és correcte, el nou extrem 3'-OH no queda correctament situat i l'ADN polimerasa elimina el nucleòtid mal aparellat. Aquesta propietat permet que corregeixinerrades que es podrien produir en la còpia de la nova cadena. Algunes ADN polimerasa no tenen aquesta activitat. http://www2.uah.es/biomolq/BM/Esquemas/Animaciones/MCB1201.MOV

7. EXPERIMENTS DE CAIRS • Cairs va fer un experiment on va demostrar que l’ADN bacterià era circular i que la replicació era semiconservativa, bidireccional ( punt d’origen)

8. UN NOU PROBLEMA: COM DUPLICAR LA CADENA 5’---3’? • OKAZAKI, EN 1968 VA DONAR UNA SOLUCIÓ, MITJANÇANT EL QUE ACTUALMENT ES CONEIX COM FRAGMENTS D’OKAZAKI ( FORMATS PER ARN-ADN SIMULTÀNIAMENT)

9. REPLIACIÓ EN PROCARIOTES • PODEM DIFERENCIAR TRES FASES: • A)FASE D’INICIACIÓ • S’inicia en una regió de l’ADN anomenada ORI C o punt d’iniciació • Les Helicases trenquen els ponts d’H i obrin les dues cadenes • Actuen unes topoisomerarses ( girases) per evitar la tensió en el desenrrotllament • S’uneixen unes proteïnes estabilitzadores per evitar la unió de les dues cadenes (SSB) • Es forma una BOMBOLLA de REPLICACIÓ

10. REPLIACIÓ EN PROCARIOTES • B) FASE D’ELONGACIÓ • Necessitat d’un “primer” Actua una ARN-pol (PRIMASA), que forma un polinucleòtid de 10 nucleòtids d’ARN. • Actuació de l’ADN pol III, que a partir del primer comença a sintetitzar en direcció 5’—3’un nou filament que creix de forma contínua y que s’anomena FILAMENT CONDUCTOR

11. REPLIACIÓ EN PROCARIOTES • Sobre l’altre filament que és antiparal·lel actua la PRIMASA a uns 1000 nucleòtids de l’origen i forma un primer i sobre aquest actua l’ADn pol en direcció 5’ formant un fragment d’Okazaki---3’ Aquest procés es va repetint i per tant el creixement es discontinu i es forma l’anomenat filament retardat

12. REPLIACIÓ EN PROCARIOTES • C) CORRECCIÓ D’ERRORS I ELIMINACIÓ DELS FRAGMENT D’OKAZAKI • Una ADN pol I retira els fragment d’Okazaki i ompli els buits • Una ligasa empalma els fragments • L’ADN pol III corregeix els errors comesos durant la replicació

13. REPLIACIÓ EN PROCARIOTES

15. REPLICACIÓ EN EUCARIOTES • La replicació de l’ADN lineal (com la dels cromosomes eucariòtics) planteja un problema amb els extrems de l’ADN. • En cada replicació queda un encebador de ARN en l’extrem del filament retardat que no pot ser substituït per nucleòtids d’ADN, ja que l’ADN polimerasa necessita un encebador, i no hi ha lloc per sintetitzar-lo (“la cadena s’ha acabat”) Com a resultat d’això, cada replicació faria que l’ADN s’anés escurçant. En els cromosomes eucariòtics aquest problema es presenta en els extrems, els anomenats telòmers. En els telòmers la seqüència de bases és especial i està controlada per l’activitat d’un enzim anomenat telomerasa, que afegeix els nucleòtids d’ADN que falten

16. COMPARACIÓ DE LA REPLICACIÓ ENTRE PROCARIOTES I EUCARIOTES

17. ANIMACIONS • http://www.stolaf.edu/people/giannini/flashanimat/molgenetics/dna-rna2.swf • http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120076/micro04.swf • http://www.johnkyrk.com/DNAreplication.esp.html • http://www2.uah.es/biomolq/BM/Esquemas/Tema3.htm