Universidad nacional autónoma de honduras (vs)

Escuela Universitaria Ciencias De La Salud

Departamento De Ciencias De Enfermería

• Asignatura: Fisiología I

• Título: Duplicación Del ADN

• Sección: 1400

• Caterético: Dr. Alejandro Álvarez

• Periodo Académico: Segundo Periodo

• Integrantes: Katherinne Vásquez #20152000549 Andrea Laureano #20172000541 Alexa Guzmán #20142005415 Yanivy Interiano #20162000240 Irma Recarte #20152006506 Aracely Hernández # Victoria #

• Fecha: 14/11/2018

Índice

1. Introducción2. Duplicación Del ADN

a. Concepto de duplicación del ADNb. La idea básicac. Hipótesis de la duplicación del ADNd. Enzimas del proceso de duplicación del ADNe. La replicación del ADN en eucariontesf. Mecanismos de duplicación del ADNg. Nucleoproteínash. Importancia de la duplicación del ADN

3. Conclusiones4. Anexos5. Bibliografía

Introducción

La duplicación empieza en puntos denominados orígenes de duplicación. Las proteínas iniciadoras reconocen secuencias de nucleótidos específicas en esos puntos y facilitan la fijación de otras proteínas que permitirán la separación de las dos hebras de ADN formándose una horquilla de duplicación. Un gran número de enzimas y proteínas intervienen en el mecanismo molecular de la duplicación, formando el llamado complejo de duplicación o replisoma.

La síntesis de la nueva cadena de ADN es llevada a cabo por ADN polimerasas, que emparejan los desoxirribonucleótidos trifosfatos (dNTP) con los desoxirribonucleótidos complementarios correspondientes del ADN molde. Los dNTP que se usan en la duplicación del ADN contienen tres fosfatos unidos al grupo hidroxilo 5″ de la desoxirribosa y dependiendo de la base nitrogenada serán dATP, dTTP, dCTP o dGTP. La reacción fundamental es una transferencia de un grupo fosfato en la que el grupo 3″-OH actúa como nucleófilo en el extremo 3″ de la cadena que está en crecimiento. El ataque nucleofílico se produce sobre el fosfato α (el más próximo a la desoxirribosa) del desoxirribonucleótido 5″ trifosfato que entra, liberándose pirofosfato inorgánico y alargándose el ADN.

La Duplicación Del ADNEl proceso de duplicación de ADN es el mecanismo que permite al ADN duplicarse, 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. Gracias a la complementación entre las bases que forman la secuencia de cada una de las cadenas, el ADN tiene la importante propiedad de reproducirse idénticamente, lo que permite que la información genética se transmita de una célula madre a las células hijas y es la base de la herencia del material genético.

Para que una especie no se extinga los individuos deben reproducirse, con el fin de engendrar nuevos seres. De la misma manera, para que una célula pueda dividirse es necesario que primero duplique su material genético y así poder garantizar la misma dotación cromosómica a las células hijas. El modelo de la doble hélice de Watson y Crick permitió explicar cómo las moléculas de ADN pueden copiarse, es decir, replicarse y dar una molécula idéntica al molde o patrón.

La idea básica

La replicación del ADN es semiconservativa, lo que significa que cada cadena de la doble hélice del ADN funciona como molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria.

Este proceso nos lleva de una molécula de inicio a dos moléculas "hijas", en las que cada nueva doble hélice contiene una cadena nueva y una vieja.

En parte, ¡eso es todo lo que sucede en la replicación de ADN! Pero en realidad, lo más interesante de este proceso es cómo lo realiza una célula.

Las células necesitan copiar su ADN muy rápidamente y con muy pocos errores (o se arriesgan a problemas como el cáncer). Para ello, utilizan una variedad de enzimas y proteínas que trabajan en conjunto para asegurar que la replicación del ADN se lleva a cabo sin incidentes y con precisión.

Hipótesis de la

duplicación del ADN

Hipótesis semiconservativa: formulada por Watson y Crick. En una doble hélice cada hebra servirá de molde y, mediante la complementariedad de bases, se formará una hebra copia de cada hebra molde, quedando al final dos dobles hélices formadas por una hebra antigua (molde) y una hebra nueva (copia). En 1957, experimentos realizados por Meselson y Stahl confirmaron esta hipótesis.

Hipótesis conservativa: tras la duplicación quedan dos hebras antiguas y dos hebras nuevas formando una doble hélice.

Hipótesis dispersa: se propone que las hebras están formadas por fragmentos distintos de ADN antiguo y ADN recién sintetizado.

Enzimas del proceso de duplicación del ADN

La helicasa abre el ADN en la horquilla de replicación. Las proteínas de unión a cadenas sencillas cubren el ADN alrededor de la horquilla

de replicación para evitar que el ADN se vuelva a enrollar. La topoisomerasa trabaja por delante de la horquilla de replicación para evitar el

superenrollamiento. Girasas (topoisomerasas): Desenrollan las cadenas de ADN. Nucleasas: Rompen los enlaces fosfodiéster entre nucleótidos, dando lugar a un

“punto de origen” o inicio de replicación. La primasa sintetiza cebadores de ARN complementarios a la cadena de ADN. La ADN polimerasa III extiende los cebadores, agregando sobre el extremo 3', para

hacer la mayor parte del ADN nuevo. Los cebadores de ARN se eliminan y la ADN polimerasa I los sustituyen por ADN. La ADN ligasa sella las brechas entre fragmentos de ADN.

La replicación del ADN en eucariontes

Los fundamentos de la replicación del ADN son similares entre bacterias y eucariontes, como los seres humanos, pero también hay algunas diferencias:

• Los eucariontes tienen varios cromosomas lineales, cada uno con múltiples orígenes de replicación. ¡Los seres humanos pueden tener hasta 100100100 000000000 orígenes de replicación!

• La mayoría de las enzimas de E. coli tienen contrapartes en la replicación eucarionte del ADN, pero una única enzima de E. coli puede ser representada por varias enzimas en eucariontes. Por ejemplo, hay cinco ADN polimerasas humanas con papeles importantes en la replicación.

• La mayoría de los cromosomas eucariontes son lineales. Debido a la forma en que se hace la cadena rezagada, en cada ronda de replicación se pierde un poco de ADN en los extremos de los cromosomas lineales (los telómeros).

Mecanismos de duplicación del ADN

Aunque existen algunas diferencias el proceso es básicamente igual en bacterias y en eucariotas:

La secuencia de nucleótidos en el origen de replicación del ADN actúa como señal de iniciación.

La enzima helicasa separa las dos hebras de la doble hélice para que sirvan de molde. El desenrollamiento de la hélice da lugar al superenrollamiento en los extremos de la horquilla de replicación, actuando entonces las enzimas topoisomerasas que liberan esta tensión. La topoisomerasa I corta una hebra y la topoisomerasa II (denominada girasa en E. coli) las dos. Una vez liberada la tensión vuelven a sellar la doble hélice.

Mientras se separan las dos hebras se van uniendo las proteínas estabilizadoras (SSB), de forma que se mantengan separadas ambas hebras y se estabilice la horquilla de replicación.

El proceso de duplicación es bidireccional; hay dos horquillas de replicación por cada burbuja de replicación.

La primasa (una ARN-polimerasa) sintetiza los fragmentos de ARN que sirven de cebador (primer) para la ADN-polimerasa.

La ADN-polimerasa III incorpora en dirección 5'®3' los nucleótidos, formando una nueva hebra de crecimiento continuo denominada hebra conductora.

Sobre la otra hebra antiparalela, primero, a unos mil nucleótidos del origen de replicación, se sintetizarán unos cincuenta nucleótidos de ARN que servirán para que la ADN-polimerasa III incorpore los desoxinucleótidos, formándose los fragmentos de Okazaki a medida que se va abriendo la horquilla. Una vez formados, la ADN-polimerasa I, gracias a su función exonucleasa, irá eliminando los tramos de ARN y los irá rellenando con ADN, sintetizados gracias a su actividad polimerasa.

Finalmente interviene la ADN-ligasa, que empalma entre sí los distintos fragmentos de la hebra de crecimiento discontinuo, denominada hebra retardada.

Nucleoproteínas

Una nucleoproteina es una proteína que está estructuralmente asociada con un ácido nucleico (que puede ser ARN o ADN). El desarrollo prototípico sería cualquiera de las histonas, que son identificables en las hebras de cromatina. Otros ejemplos serían la Telomerasa, una ribonucleoproteína (complejo de ARN/proteína) y la Protamina. Su característica fundamental es que forman complejos estables con los ácidos nucleicos, a diferencia de otras proteínas que sólo se unen a éstos de manera transitoria, como las que intervienen en la regulación, síntesis y degradación del ADN.

Estructura Y Estabilidad Dependiendo del tipo de ácido nucleico al que se unan, podemos distinguir entre

Desoxirribonucleoproteínas y ribonucleoproteínas. La unión se estabiliza siempre mediante enlaces no covalentes. A esta estabilidad pueden contribuir distintos tipos de interacciones, tanto específicas como no específicas. Las primeras se unirían a secuencias de nucleótidos características, formando enlaces de hidrógeno entre las cadenas laterales de los aminoácidos y los nucleótidos. En el caso de uniones no específicas, la unión se produce entre cargas positivas de los residuos de aminoácido de las proteínas y la cadena polianiónica de fosfato del nucleótido. Un ejemplo de unión específica sería la de las proteínas ribosómicas con el rARN. Las uniones no específicas serían los complejos característicos de los cromosomas, como los que forma la protamina en los espermatozoides de algunos animales.Algunos compuestos pueden destruir o debilitar la unión de las nucleoproteínas con su ácido nucleico, produciendo su disociación:- Altas concentraciones de sales, urea o el aumento de la fuerza iónica en

disolución.- Tensioactivos ionogénicos.- Algunos compuestos químicos polares: formamida, dimetilformamida, fenol,

etc.

Algunas ribonucleoproteínas tienen la capacidad de ensamblarse in vitro bajo las condiciones adecuadas. Este sería el caso de las proteínas ribosómicas o algunas proteínas de cápsides virales. En cualquier caso, la asociación proteína-ácido nucleico conlleva cambios conformacionales en ambos elementos.

Importancia de la Duplicación del ADN

Cada uno de nosotros es diferente, dependiendo esta diferenciación no solo de nuestros Aspectos Emocionales que nos permiten ser propiamente humanos, sino en la forma de

Percibir el Entorno que nos rodea, relacionarnos con el mismo o la forma en la que tenemos un Comportamiento ante distintos estímulos que se nos presentan.

Esto es compartido además con el principio de Identidad en el que un conjunto de características permite establecer que una persona es tal y no es otra, mientras que ese sujeto será igual a sí mismo mientras que por otro lado será distinto a cualquier otro, permaneciendo inconfundible por más semejanzas que posea, además de ser único e irremplazable.

En lo que respecta a los caracteres físicos, esto está asociado últimamente en el análisis de la Genética, teniendo entre los distintos objetos de estudio el campo de la Replicación de ADN, que como su nombre nos está indicando, consiste en partir de una simple Molécula de ADN a una innumerable cantidad de moléculas.

Este proceso es bastante arduo de explicar, pero básicamente puede resumirse en que las Cadenas Complementarias que forman parte de nuestro ADN tienen la capacidad de separarse y poder conformar una nueva cadena que sirve de "molde" para que se de lugar a otras Nuevas Cadenas de ADN, lo que es propiciado gracias a la Complementariedad de Bases.

Esta propiedad es además transferida a las cadenas que han sido formadas, por lo que a partir de una Molécula de ADN se podría decir que se pueden realizar otra que también tiene la capacidad de reproducirse, y es esto lo que permite el Desarrollo Genético que tenemos en todo nuestro organismo, pasando de una Célula Madre a la creación de otras que tienen el mismo perfil de Material Genético.

Conclusiones El proceso de duplicación del ADN es indispensable para garantizar que cada célula

hija obtenga la misma dotación de genes e información genética. Las dos moléculas de ADN que se forman están compuestas por una mitad original y por otra recién sintetizada, de ahí el nombre de semiconservativa.

El flujo de información genética ocurre de ADN – ARN – Proteína y en sentido inverso, ya que en este último proceso se forman las enzimas que participan en la transcripción y en la propia biosíntesis de proteínas.

Anexos- Enzimas que participan en la duplicación del ADN

- Crecimiento de nuevas hebras de ADN

Bibliografía http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/3er/LosCompuestosOrganicos/1111/

ADN-Duplicacion3ro.htm https://www.hiru.eus/es/biologia/la-duplicacion-del-adn https://es.wikipedia.org/wiki/Nucleoprote%C3%ADna http://biologia.cubaeduca.cu/media/biologia.cubaeduca.cu/medias/

interactividades/ADN/co/modulo_Raz_3.html https://es.khanacademy.org/science/biology/dna-as-the-genetic-material/dna-

replication/a/molecular-mechanism-of-dna-replication