Replicacion del adn procariota

Replicacion del adn procariota

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La replicación del ADN se ha estudiado muy bien en procariotas, principalmente por el pequeño tamaño del genoma y los mutantes disponibles. E. coli tiene 4,6 millones de pares de bases en un único cromosoma circular y todo él se replica en aproximadamente 42 minutos, partiendo de un único origen de replicación y procediendo alrededor del círculo en ambas direcciones. Esto significa que se añaden aproximadamente 1000 nucleótidos por segundo. El proceso es bastante rápido y se produce sin muchos errores.

La replicación del ADN emplea un gran número de proteínas y enzimas, cada una de las cuales desempeña un papel fundamental durante el proceso. Uno de los principales actores es la enzima ADN polimerasa, también conocida como ADN pol, que añade nucleótidos uno a uno a la cadena de ADN en crecimiento que son complementarios a la cadena molde. La adición de nucleótidos requiere energía; esta energía se obtiene de los nucleótidos que tienen tres fosfatos unidos a ellos, de forma similar al ATP que tiene tres grupos fosfato unidos. Cuando se rompe el enlace entre los fosfatos, la energía liberada se utiliza para formar el enlace fosfodiéster entre el nucleótido entrante y la cadena en crecimiento. En los procariotas, se conocen tres tipos principales de polimerasas: DNA pol I, DNA pol II y DNA pol III. Actualmente se sabe que la DNA pol III es la enzima necesaria para la síntesis del ADN; la DNA pol I y la DNA pol II son necesarias principalmente para la reparación.

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La replicación del ADN ha sido bien estudiada en procariotas, principalmente por el pequeño tamaño del genoma y por la gran variedad de mutantes disponibles. E. coli tiene 4,6 millones de pares de bases en un único cromosoma circular y todo ello se replica en aproximadamente 42 minutos, partiendo de un único sitio a lo largo del cromosoma y procediendo alrededor del círculo en ambas direcciones. Esto significa que se añaden aproximadamente 1000 nucleótidos por segundo. Por tanto, el proceso es bastante rápido y se produce sin muchos errores.

La replicación del ADN emplea un gran número de proteínas estructurales y enzimas, cada una de las cuales desempeña un papel fundamental durante el proceso. Uno de los principales actores es la enzima ADN polimerasa, también conocida como ADN pol, que añade nucleótidos uno a uno a la cadena de ADN en crecimiento que es complementaria a la cadena molde. La adición de nucleótidos requiere energía; esta energía se obtiene de los nucleósidos trifosfatos ATP, GTP, TTP y CTP. Al igual que el ATP, los demás NTP (trifosfatos de nucleósidos) son moléculas de alta energía que pueden servir tanto de fuente de nucleótidos del ADN como de fuente de energía para impulsar la polimerización. Cuando se «rompe» el enlace entre los fosfatos, la energía liberada se utiliza para formar el enlace fosfodiéster entre el nucleótido entrante y la cadena en crecimiento. En los procariotas, se conocen tres tipos principales de polimerasas: DNA pol I, DNA pol II y DNA pol III. Actualmente se sabe que la DNA pol III es la enzima necesaria para la síntesis del ADN; la DNA pol I es una importante enzima accesoria en la replicación del ADN y, junto con la DNA pol II, es necesaria principalmente para la reparación.

inicio de la replicación del adn en procariotas

El descubrimiento por parte de Watson y Crick de que el ADN era una doble hélice bicatenaria proporcionó una pista sobre cómo se replica el ADN. Durante la división celular, cada molécula de ADN debe copiarse perfectamente para garantizar que se trasladen moléculas de ADN idénticas a cada una de las dos células hijas. La estructura de doble hélice del ADN sugirió que las dos hebras podrían separarse durante la replicación y que cada una de ellas serviría de plantilla a partir de la cual se copiaría la nueva hebra complementaria de cada una, generando dos moléculas de doble hebra a partir de una.

dna polimerasa

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Replicación bidireccional de tipo Theta. La mayoría de los cromosomas circulares bacterianos se replican bidireccionalmente, comenzando en un punto de origen y replicándose en dos direcciones alejándose del origen. Esto da lugar a una replicación semiconservativa, en la que cada nueva molécula de ADN idéntica contiene una hebra molde de la molécula original, mostrada como las líneas sólidas, y una nueva hebra, mostrada como las líneas punteadas.

Una vez completado el cebado, la holoenzima de la ADN polimerasa III se carga en el ADN y comienza la replicación. El mecanismo catalítico de la ADN polimerasa III implica el uso de dos iones metálicos en el sitio activo, y una región en el sitio activo que puede discriminar entre desoxirribonucleótidos y ribonucleótidos. Los iones metálicos son cationes divalentes generales que ayudan al 3′ OH a iniciar un ataque nucleofílico sobre el fosfato alfa del desoxirribonucleótido y a orientar y estabilizar el trifosfato cargado negativamente en el desoxirribonucleótido. El ataque nucleofílico del 3′ OH sobre el fosfato alfa libera pirofosfato, que posteriormente es hidrolizado (por la fosfatasa inorgánica) en dos fosfatos. Esta hidrólisis impulsa la síntesis del ADN hasta su finalización.

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