Replicació del DNA

Característiques

1. Semiconservativa

Les molècules filles contindran la meitat de les cadenes de la mare. Es va fer créixer E. coli en un medi d'amoníac 15, marcant el seu nitrogen 15. L'amoníac era un precursor d'aminoàcids i nucleòtids, per això el DNA tindrà nitrogen 15. En una centrifugació en gradients de densitat, se separarà el DNA de nitrogen 15 del normal que té nitrogen 14. Després es va canviar a un medi amb amoníac 14 i es va veure que quedava al mig entre el nitrogen 14 i el 15 marcats anteriorment, ja que contenia nitrogen 15 i nitrogen 14 perquè el model és semiconservatiu.

2. Orígens de replicació

La zona d'inici de la replicació és l'ORI. La seqüència determinada de bases que permet que fàcilment es desenrotlli el DNA i es pugui posar la maquinària necessària per a fer la replicació. En procariotes hi ha un ORI i en eucariotes més d'un.

3. Bidireccional

Dues forques de replicació que sintetitzen en direccions oposades les dues cadenes de DNA. En els eucariotes, que hi ha més d'un ORI, també hi ha més d'una forquilla i quan es troben les cadenes, es fusionen.

4. Semidiscontínua

Replicació de les noves cadenes en direcció 5' -> 3' i això suposa que s'ha de copiar la cadena mare de manera antiparal·lela. A cada forca de replicació, una de les noves cadenes creixerà en la mateixa direcció que la mare, abans de la forca de replicació, que s'anomenarà bri conductor. I l'altra creixerà contrària a la d'abans de la forca i serà el bri retardat, que seran petits fragments d'Okazaki. Alguns virus segueixen un model de replicació anomenat cercle rodant. La replicació comença quan hi ha un trencament d'un nucleòtid a la cadena. La síntesi del DNA comença al final 3' de la cadena que s'ha trencat i servirà de motlle. L'extrem 5' es va desplaçant i va rodant mentre es va sintetitzant el DNA que farà de motlle per a crear una doble hèlix que posteriorment formarà el cercle.

5. Síntesi 5' -> 3' de noves cadenes de DNA

Aquesta síntesi requereix un bri o cadena motlle mare sobre la qual serà la base per a sintetitzar la nova cadena, ja sigui bri conductor o retardat. La DNA polimerasa sintetitzarà la nova cadena a partir del motlle. Les cadenes són complementàries, per això la motllo es llegirà 3' -> 5' i la nova cadena de DNA es llegirà 5' -> 3'. La DNA polimerasa crea un polímer de DNA a partir d'un motlle. Per iniciar el procés necessita un primer o encebador de RNA en un extrem 3' en un OH lliure. Per a sintetitzar, han d'entrar com a nucleòtids trifosfats (dNTPs) i s'alliberen dos fosfats quan passen a formar part de la cadena, això fa que la reacció sigui exergònica. La DNA polimerasa és l'enzim clau que formarà l'enllaç fosfodièster. Hi ha dues DNA polimerases: I i III, que les dues sintetitzen 5' -> 3'.

Procariotes

- III

Intervé en la síntesi del bri retardat i conductor. Té activitat 3'-exonucleasa (activitat correctora de proves) que detecta l'error quan els nucleòtids no són complementaris i l'elimina.

- I

Fa la síntesi del bri retardat. També té activitat 3'-exonucleasa i, a més a més, també 5'-exonucleasa que elimina els ribonucleòtids i els reemplaça per desoxiribonucleòtids. És a dir, els encebadors, els traurà els ribonucleòtids que estan formats de RNA a l'inici i els canviarà per desoxiribonucleòtids de DNA.

Eucariotes

Tenen l'estructura alfa (inicia la síntesi i repara el DNA), gamma (replica el DNA mitocondrial) i delta, les més importants, entre altres. Les proteïnes que intervenen en la síntesi del DNA són les següents:

• Proteïna iniciadora: inicia el desplegament i genera l'ORI.
• DNA helicasa: desenrotlla el DNA trencant ponts d'hidrogen.
• SSB: s'uneixen a les cadenes de bri separades i eviten que s'ajuntin.
• DNA girases o topoisomerases: per davant de la forca de replicació fan talls i tornen a unir-los per desenrotllar.
• DNA primasa: sintetitza primers o encebadors de RNA.
• DNA polimerasa I, II.
• DNA lligasa: uneix els fragments d'Okazaki.