Replicació de l'ADN: Mecanismes, Enzims i Correcció d'Errors
Replicació de l'ADN
Moment: Fase S del cicle cel·lular (eucariotes) / Bipartició (procariotes)
Diferències entre Procariotes i Eucariotes
- Procariotes: Un únic origen de replicació, fragments d'Okazaki grans (1000-2000 bases).
- Eucariotes: ADN associat a histones (proteïnes). Cadena conductora: histones originals. Cadena retardada: histones noves. Fragments d'Okazaki més petits (100-200 bases). L'escurçament dels telòmers provoca l'envelliment cel·lular.
Mecanisme de Replicació
Models teòrics:
- Conservatiu
- Semiconservatiu
- Dispersiu
Meselson & Stahl (1957): Experiment que va demostrar el model semiconservatiu.
Enzims Clau en la Replicació
- Helicasa: Trenca els ponts d'hidrogen i obre la doble hèlix.
- Topoisomerasa (girasa): Evita el superenrotllament de l'ADN.
- SSBP: Estabilitzen les cadenes d'ADN individuals, impedint que es tornin a unir.
- ARN-primasa: Sintetitza els primers d'ARN en sentit 5'-3'.
- ADN-polimerasa III: Allarga el primer amb ADN en sentit 5'-3' (enzim principal de la replicació).
- ADN-polimerasa I: Elimina el primer i el substitueix per ADN.
- ADN-lligasa: Uneix els fragments d'Okazaki (cadenes curtes d'ADN sintetitzades en el bri discontinu, en direcció 5'-> 3' a partir d'encebadors d'ARN que després són eliminats).
- TELOMERASA: Enzim que replica els telòmers, present en cèl·lules embrionàries, mare, germinals i tumorals. La seva absència és una causa de l'envelliment. Només en eucariotes.
Correcció d'Errors en la Replicació
- Un error en la replicació és una mutació: alteració genètica a nivell individual, possibilitat d'evolució a nivell poblacional.
- L'ADN-polimerasa té una taxa d'error de 10-6. Mètode de revisió 3'-5' de l'últim nucleòtid incorporat anomenat "proof reading" (revisió de la lectura), amb una taxa d'error de 10-8.
- Correcció post-replicativa: seqüència palindròmica. Exemple: 5'-GATC-3'/3'-CTAG-5'. Un enzim recorre l'ADN i soluciona els errors en la còpia, no en la cadena original. La cadena correcta es marca amb un metil (metilació GA*TC). Una endonucleasa elimina el fragment al voltant de l'errada. L'ADN-polimerasa omple el gap i l'ADN-lligasa uneix els fragments. Aquest mètode té una taxa d'error final de 10-10.