4.2. REPLICACIÓN DEL DNA EN EUCARIONTES.

Es algo similar a la replicación de los Procariontes puesto con algunas pequeñas complicaciones que son:

EL DNA en eucariontes se organiza en varios cromosomas lineales, y este es mas largo.

EL movimiento del DNA polimerasa es mucho más lento, y esto permite que se forme un numero mayor de horquillas de replicación.

También se forman fragmentos de okazaki pero mas pequeños.

Y el final de la replicación tiene que resolver el problema del acortamiento de los cromosomas, para ello ha desarrollado la estructura de los telómeros y telosomas, y la actuación de una nueva enzima llamada Teloromesara.

Diferencias de la Replicacion en Procariontes y Eucariontes:

PROCARIONTES	EUCARIONTES
Un solo origen de replicación	Tiene multiples orígenes de replicación
Una burbuja de replicación	Presenta varias burbujas de replicación
El ADN es corto	La topoisomerasa trabaja más porque el ADN esta superdesarrollado
El movimiento de la DNA polimerasa es rápido	EL movimiento de la DNA polimerasa es más lento
La replicación es mas lenta	La replicación es más rápida
Fragmentos de okazaki largos	Frangmentos de okazaki mas cortos

Bibliografía:

http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Replicacion/Replicacion.htm

4.1 REPLICACIÓN DEL GENOMA PROCARIÓTICO

La replicato del ADN, esta catalizada por una enzima llamada DNA-polimerasa, cataliza la formación de cadenas, ella necesita de un cebador para poder copiar ADN y saca la energía de los nucleotidos trifosfatados.

La DNA-polimerasa comienza a replicarse en un solo origen de replicación, este comienza cuando interviene la Helicasa que se dedica a deshacer  los puentes de hidrógeno, esta separación provoca tensiones en el ADN, por lo que interviene la Topoisomerasa para eliminar dicha tensión, y se forma así una burbuja de replicación, como el procesos es bidireccional en cada extremo de la burbuja se forma una horquilla de replicación que se va copiando de manera que las hebras van de sentido de 5' a 3', la hebra conductora es de crecimiento continua y la otra hebra es retrasada.

Para que el ADN no se pegue intervienen las proteinas SSBP.

Antes de que el ADN polimerasa añada el primer nucleotido aparece la DNA polimerasa llamada primasa que sintetiza un corto fragmento de RNA y pega el cebador.

La DNA polimerasa sintetiza nucleotidos de DNA alejándose de la horquilla de replicación formándose los fragmentos de okazaki, después la DNA polimerasa I, retira los fragmentos de RNA que ha hecho el cebador y rellena los huecos con nucleotidos de DNA. 

Finalmente la DNA ligasa empalma entre si los diferentes fragmentos para formar una cadena única a partir de los fragmentos de okazaki.

• DNA polimerasas procariotas

Las DNA polimerasas  I, II y III se encuentran en las procariontes. 

La  DNA polimerasa I de E. coli: Es una sola cadena polipeptídica de Mr 109 000. 
Contiene un átomo de zinc por molécula. Cataliza la polimerización en el sentido 5´a 3´.

LA DNA polimerasa III de E. coli: Esta formada por 7 subunidades: a, b, g, d, e, q y t. 
Las siete son escenciales para la actividad máxima. 

La DNA pol. III: Es la principal enzima de replicación en E. coli. La DNA pol. I es responsable de la reparación de DNA dañado. La funcion de la DNA pol II no esta todavía clara.

• DNA polimerasas eucariotas

Se conocen cinco polimerasas eucariontes (a, b, g, d y e.) y tienen un mecanismo de acción similar al de las enzimas procariotes.

Las DNA pol. a y d: Son las que están asociadas mas directamente ala replicación del DNA cromosómico.

La DNA pol. b :Es responsable de la reparación del DNA. L DNA pol. g  se encuentra en las mitocondrias y se encarga de replicar el DNA mitocondrial. La DNA pol. e es recién descubierta y se asemeja en funciones a d.

Bibliografía:

http://genemol.org/biomolespa/Enzimas/replication.html

EXPERIMENTO DE MESENSOL Y STAHAL

El experimento de Meselson-Stahl ; Fue un experimento realizado en 1957  por los cientificos: Matthew Meselson y Franklin Stahl. 

En donde se demostró que la replicación de ADN era semiconservadora. Y como ya se sabe una replicación semiconservadora es aquella en que la cadena de dos filamentos en hélice del ADN se replica de forma tal que cada una de las dos cadenas de ADN formadas consisten en un filamento proveniente de la hélice original y un filamento nuevo sintetizado.

Para investigar la forma de replicación del ADN, Meselsohn y Stahl idearon una forma muy ingeniosa que se basa en dos premisas fundamentales, por una parte está el hecho de que el nitrógeno es uno de los principales elementos del ADN, y por la otra el nitrógeno posee dos isótopos que pueden ser distinguidos mediante técnicas de laboratorio.

Aunque el ¹⁴N es el isótopo más abundante del nitrógeno, el ADN es también viable con el isótopo ¹⁵N el cual es más pesado. El isótopo ¹⁵N no es radioactivo, solo es más pesado que el nitrógeno común. De esta forma Meselsohn y Stahl mediante un inteligente planteo del experimento, en el que utilizaron bacterias y observaron cómo replicaban su ADN, pudieron obtener información que les permitió identificar el mecanismo de replicación del ADN y descartar ciertas teorías alternativas.

El experimento se explica así:
*El experimento de Meseslson y Stahl proporciona pruebas de la replicación semiconservadora de la molécula de ADN, en que las dos cadenas parentales sirven de plantilla para la síntesis de nuevas cadenas.

*En este experimento las células bacterias (E coli) se cultivaron durante varias generaciones en un medio que contenía un isotopo pesado de nitrógeno (15N). El ADN de estas celular contenía consecuentemente nitrógeno pesado (15N).

*Las células se transfirieron luego a un nuevo medio que contenía el isotopo normal mas ligero (14N). Posteriormente a la transferencia y en diversas ocasiones, se extrajeron muestras de las bacterias.
*Luego se extrajo el ADN y se disolvieron en una solución de cloruro de cesio.

*A continuación se  centrifugaron rápidamente las muestras en una centrifugadora. Cuando el cloruro de cesio se centrifuga a una gran velocidad, se establece un gradiente de densidad en el tubo.

*Las moléculas de ADN se desplazaron por el gradiente hasta que llegan a un punto en que su densidad equivale a la del cesio.
*El ADN que contenía el 14N se traslado a una posicion en el gradiente determinado por su densidad.
*El ADN que contiene el 15N es mas denso que el que contiene el 14N de modo que se hundió a una posicion inferior en el gradiente de cesio.
*Tras una generacion en el medio 14N, las bacterias produjeron una sola banda de ADN con una densidad intermedia entre la del ADN 14N y ADN 15N, lo cual indico que solo una cadena de cada duplex contenia 15N).
*Tras dos generaciones en el medio 14N se obtuvieron dos bandas, Una de densidad intermedia (en la que una de las cadenas contenía 15N) y una de baja densidad (en que ninguna cadena contenía 15N.



*Meselsol y stahl concluyeron que la replicación del duplex de ADN comporta la creación de nuevas moléculas, separando las cadenas parentales para luego agregar nuevos nucleótidos para formar la cadena complementaria en cada una de estas plantillas.

Bibliografía:
Meselson, M. and Stahl, F.W. (1958). «The Replication of DNA in Escherichia coli ». PNAS 44:  pp. 671–82. doi:10.1073/pnas.44.7.671 . PMID 16590258 .

NSTITUTO TECNOLOGICO DE CD. ALTAMIRANO GRO

LIC: BIOLOGIA

MATERIA:

BIOLOGÍA MOLECULAR

"EXPERIMENTO DE 

MESELSON Y STAHAL"

NOMBRE DE LA ALUMNA:

ALEXA MOLINA VALENZUELA

09930047

SEMESTRE Y GRUPO:

Vl SEMESTRE “A”

NOMBRE DEL PROFESOR:

FRANCISCO JAVIER PUCHE ACOSTA

CD.ALTAMIRANO, GRO      6/MARZO/2012 

UNIDAD 4 REPLICACIÓN DEL ADN

El proceso de replicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse (es decir, sintetizar una copia idéntica). De esta manera de una molécula de ADN única, se obtienen dos o más "clones" de la primera. Esta duplicación del material genético se produce de acuerdo con un mecanismo semiconservativo, lo que indica que las dos cadenas complementarias del ADN original, al separarse, sirven de molde cada una para la síntesis de una nueva cadena complementaria de la cadena molde, de forma que cada nueva doble hélice contiene una de las cadenas del ADN original.

La propiedad más notable de las células vivas es su capacidad de reproducirse con una fidelidad casi perfecta, no solamente una generación, sino durante centenares y millares de generaciones. El modelo que explica cómo se duplica el DNA se denomina modelo semiconservativo ya que a partir de una molécula de ADN obtendremos dos exactamente iguales, cada una con una hebra antigua y otra nueva la cadena original comienza a separarse de un extremo a otro de modo que cada una de las hélices va a sintetizar una hélice nueva complementaria habiendo tomado como modelo o patrón a la hélice inicial.

Es un proceso semiconservativo, donde cada cadena hija está formada por una parental y otra de nueva síntesis. Meselson y Stahl, fueron los primeros que confirmaron experimentalmente el modelo.

La replicación es un proceso bidireccional. Avanza en los dos sentidos con dos horquillas de replicación. Podemos observar esta evidencia mediante el uso de timina tritiada.

Además, es un proceso semidiscontinuo, pues una de las cadenas se sintetiza de forma continua (cadena líder), mientras que la otra se sintetiza discontinuamente; son los fragmentos de okazaki.

Una serie de actividades enzimáticas entre las cuales destaca la polimerasa, actividad que necesita la presencia de cebadores de RNA.

Presencia de cebadores de RNA, factor muy importante, pues son necesarios para comenzar la elongación de las cadenas hijas.

La replicación tiene lugar gracias a la existencia de actividades enzimáticas, tales como la DNA POLIMERASA, que permiten la elongación de las cadenas hijas y ponen el cebador inicial que permite el inicio de la elongación de las cadenas hijas.


La replicación del DNA está catalizada por una enzima que se denomina DNA-polimerasa.
La DNA-polimerasa: Cataliza la formación de cadenas de nucleótidos por la adición sucesiva de nucleótidos trifosfato (NTP). Al incorporarse el NTP, se liberan dos de los tres fosfatos para aportar la energía necesaria a la reacción química. Las DNA-polimerasas sólo funcionan utilizando un DNA como molde, necesitando inexcusablemente un cebador (pequeño oligonucleótido de 5 a 30 nucleótidos que puede ser un pequeño DNA o RNA) al que se añadirá el primer nucleótido. Los nucleótidos se van añadiendo en el extremo 3’ de la cadena en síntesis. 
La DNA-polimerasa no comienza a replicar ni al azar ni en cualquier parte. Un complejo sistema de regulación intracelular le indica el momento del ciclo celular en que debe comenzarse la replicación, la enzima reconoce una secuencia de nucleótidos llamada origen de replicación que marca el punto el que ha de comenzarse la replicación.

La molécula de ADN se abre como una cremallera por ruptura de los puentes de hidrógeno entre las bases complementarias liberándose dos hebras y la ADN polimerasa sintetiza la mitad complementaria añadiendo nucleótidos que se encuentran dispersos en el núcleo. De esta forma, cada nueva molécula es idéntica a la molécula de ADN inicial.

La replicación empieza en puntos determinados: Los orígenes de replicación. Las proteínas iniciadoras reconocen secuencias de nucleótidosespecíficas en esos puntos y facilitan la fijación de otras proteínas que permitirán la separación de las dos hebras de ADN formándose unahorquilla de replicación. Un gran número de enzimas y proteínas intervienen en el mecanismo molecular de la replicación, formando el llamado complejo de replicación o replisoma. Estas proteínas y enzimas son homólogas en eucariotas y arqueas, pero difieren en bacterias.




Bibliografía:

Watson, J. D.; Baker, T. A.; Bell, S. P.; Gann, A.; Levine, M. et Losick, R (2006). «2. Los ácidos nucleicos transmiten información genética». Biología Molecular del Gen (5ª Ed.). Madrid: Médica Panamericana. 84-7903-505-6.

INTRODUCCIÓN

La unidad numero 4 se llama "Replicación del ADN". Como el nombre nos dice "Replicación"  Vamos a estudiar y a entender como es que se transmite la replicación del genoma procariótico y la replicación del genoma eucariótico, y la relación que van a tener con los mecanismos de la herencia. Así como también conoceremos varios nombres de enzimas que estarán encargadas de realizar este proceso. Y llevándonos a esto a ver el control genético de la replicación.

Otra cosa que vamos a distinguir y entender son todos aquellos mecanismos de duplicación que presenta el material genético tanto en procariotas y eucariotas, así como la replicación in vitro del ADN por medio de la (PCR) y así mismo la secuenciación del ADN.

OBJETIVOS:

v Entender como se transmite la información genética entre los seres vivos y su relación con los mecanismos de herencia.

v Distinguir los mecanismos de duplicación del material genético en procariotas y eucariotas.

METODOLOGÍA:

La metodología que utilizare en mi portafolio de evidencias de trabajo, así como mis tareas, resumen de las clases, e investigaciones. Serán conforme a los días de clases.

Por ejemplo un día Martes en la clase, el profesor nos habla de la Replicación del genoma procariótico , ese mismo día visto el tema, por la tarde subiré información sobre el tema mencionado.

Cuando el profesor, programe una fecha para entregar un trabajo de investigación, y se llegue el día de entrega, subiré mi trabajo realizado.

Cuando el profesor, nos deje algún ejercicio en clase, tomare evidencias "Fotografias" Para tenerlas vista en mi portafolio de evidencias, y así mismo comprobar mis trabajos. De igual  manera serán los exámenes aplicados.

Ahora bien, la metodología que utilizare para poder aprobar la segunda unidad con una buena nota serán; Primeramente, asistir a todas las clase, llegando puntual, prestar atención a los temas, cualquier duda o pregunta que tenga, preguntársela al profesor. Cuando deje un trabajo de investigación, revisaré diferentes bibliografías actuales para presentar un buen trabajo. También si es necesario discutiré la información encontrada con mis compañeros de clase, o con el profesor.Realizare esquemas o cuadros sinopticos para poder entender a manera de dibujos los conocimientos adquiridos.


EVIDENCIAS:

Examen " UNIDAD 3. ORGANIZACIÓN DEL MATERIAL GENÉTICO" 

PORTADA

NSTITUTO TECNOLOGICO DE CD. ALTAMIRANO GRO

LIC: BIOLOGIA

MATERIA:

BIOLOGÍA MOLECULAR

UNIDAD NUMERO 4

"REPLICACIÓN DEL ADN”

NOMBRE DE LA ALUMNA:

ALEXA MOLINA VALENZUELA

09930047

SEMESTRE Y GRUPO:

Vl SEMESTRE “A”

NOMBRE DEL PROFESOR:

FRANCISCO JAVIER PUCHE ACOSTA

CD.ALTAMIRANO, GRO      2/MARZO/2012