Mecanismos Genéticos Básicos: Replicación del DNA

C it l 4 +5 (Capitulo 1 + 4 + 10)Capitulo 4 +5

www.whfreeman.com/lodishhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=mboc4

DNA y cromosomas

Ciclo celular en eucariotaCiclo celular en eucariota

Figure 4-19 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Estructura de las cromosomas en la células

Figure 4-1 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Figure 4-72 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

¿Como se puede demostración que la ADN es el material genética?

Experimento: demostración que la ADN es el material genética

Figure 4-2 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Experimento: demostración que la ADN es el material genética

Figure 4-2 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Relación entre la información genética y proteínasg y p

Figure 4-6 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

DNA / ADN

Figure 4-3 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Panel 2-6 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Dos hebras complementarias

Figure 4-4 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

El doble helix de DNA

Figure 4-5 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

1953: James Watson y Francis Crick

1.- Dos hebras complementarias

2.-Complementariedad se basa en interacciones especificas entre bases nitrogenadas de los nucleótidos que componen cada hebra

3.-Postulan mecanismo básico para la replicación de esta doble hebra de ADN

En su postulado consideran:

-Estudios de estructura por difracción por rayos X de Maurice Wilkins y Rosalind Franklin

-Análisis del contenido total de A, T, G y C hecho por Erwin Chargaff

1962, Watson, Crick y Wilkins reciben el Premio Nobel en Medicina y Fisiología

El DNA funcione como molde para producir las hembras complementarios

Figure 4-8 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Figure 1-4 Molecular Biology of the Cell, Fifth Edition (© Garland Science 2008)

Figure 1-5 Molecular Biology of the Cell, Fifth Edition (© Garland Science 2008)

Figure 4-72 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Se pueden “pintar” los cromosomas para facilitar su identificación

Cariotipo

Hibridación in situ fluorescente múltiple (M-FISH)

Figure 4-10 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Hibridación in situ fluorescente múltiple (M FISH)

Patrón de cromosomas humanos

Figure 4-11 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Enfermedad de Ataxia: anomalías en cromosoma 12 de humanos

Crs 4 Crs 12 Crs 4 Crs 12

translocación cromosomal

Figure 4-12 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Diversidad de numero de cromosomas

Figure 4-14 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Organización de los genes: cromosoma 12 humana (1999)

ATG

Figure 4-7 y 4-15 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Diferencia entre humanos:Diferencia entre humanos:1/1000 nucleotidos

Diversidad del tamaño de genoma

Figure 1-37 Molecular Biology of the Cell, Fifth Edition (© Garland Science 2008)

Ciclo celular en eucariotaCiclo celular en eucariota

Figure 4-19 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Replicación

Experimento de Meselson-Stahl (1958)

Propiedades generales de la replicación del DNA: Es Semi-conservativaPropiedades generales de la replicación del DNA: Es Semi conservativa

Incubar E.coli con 15N (“Pesado”: H) Llavar crecer con 14N (“Liviano”: L) análisis de DNA

Fig. 4-32 Lodish y Figure 5-5 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

¿Como ocurre un ciclo de replicación del DNA?

2) Cebador (=primer)dNTPs

5’3’

3’5’

53

1) Hebra molde (=template)

3

) ( p )

Química de la síntesis de DNA

= Hebra moldeCebador =

dNTPsdNTPs

Figure 5-3 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

………. cataliza la síntesis de DNA

2) Cebador / partidora (=primer)dNTPs

5’3’

DNA pol5´ 3´

3’5’

53

1) Hebra molde

3

)

DNA polimerasa cataliza la síntesis de DNA

Figure 5-4 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Figure 5-4 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Esquema de la sintesis de DNA de la hebra conductura y de la hebra rezagada en la horquilla (=fork) de replicación

: Hebra rezagada: Punto de unión

g

: Cebador corto de RNA

DNA parental/ bicatenario

: Cebador corto de RNA

H b d t: Hebra conductora

Elongacion continuamente

Fig. 4-33 Lodish y Figure 5-8 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Esquema de la sintesis de DNA de la hebra conductura y de la hebra rezagada en la horquilla (=fork) de replicación

: Hebra rezagada: Punto de unión

g

: Cebador/partidora

DNA parental/ bicatenario

: Cebador/partidoracorto de RNA

H b d t: Hebra conductora

Fig. 4-33 Lodish y Figure 5-8 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

DNA PolimerasasDNA Polimerasas

(DNA)n + dNTP (DNA)n+1 + PPi( )n

Características de la reacción: a) DNA moldeb) Mg2+

c) Elongación en dirección 5’ 3’c) Elongación en dirección 5 3d) Presencia de los 4 dNTPse) Requiere de 3’-OH- dador (Partidor)

DNA l IDNA pol I

“10 nucleótidos por minuto en ensayos de replicación in vitro”

DNA l IDNA pol I

Función: Reparación del DNA

DNA Polimerasas II y III (De Lucía y Cairns, 1969)

Características de la reacción: a) DNA moldeb) Mg2+

c) Elongación en dirección 5’ 3’c) Elongación en dirección 5 3d) Presencia de los 4 dNTPse) Requiere de OH- dador (Partidor)

“ DNA pol III: 1,000 nucleótidos por minuto”p p

P i d d l d l li ió d l DNAPropiedades generales de la replicación del DNA

Semi conservativa-Semi-conservativa

-Origen específico

-Bidireccional

Microscopia electrónica de la replicación del DNA SV40 indica el crecimiento bidireccional de la hebras de DNA a partir de un solo origen

Replicación comienza en una secuencia denominada origen

Bidireccional: 2 horquillos

Fig. 4-35 Lodish y Figure 5-6 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Las DNA polimerasas no pueden desenrollar las hebras de DNA bicatenario

Además de la DNA polimerasa, la helicasa, la primasa y otras proteínas participan en la replicación del DNA

Hebra conductora

DNA parential

Hebra rezagada

DNA ligase: i d d l f t d Ok ki

Fig. 4-34 Lodish y Figure 5-21 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

union de de las fragmentos de Okazaki

La helicasa y la primasa desenrollan las hebras de DNA bicatenario

ATP

Figure 5-15 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008)

Hebra conductora

lazo

Hebra rezagada

Video: Alberts 05.4-replication_I