Replicació del DNA: Procés en Bacteris, Eucariotes i Meselson

Duplicació del DNA en Bacteris: Fases Clau

La replicació del DNA és un procés complex que implica diversos enzims i proteïnes. A continuació, es detallen els passos principals:

1. Senyal d'iniciació: És l'origen de la replicació, una seqüència de nucleòtids de DNA específica.

2. Enzim helicasa: Inicia la replicació trencant els ponts d'hidrogen entre els dos filaments i separant-los.

3. Enzims topoisomerases: Eliminen les tensions per a evitar els superenrotllaments a la resta de la molècula. En E. coli s'anomena girasa.

4. Proteïnes estabilitzadores SSB: Mantenen la separació dels dos filaments complementaris. S'inicia la formació de la forqueta de replicació.

5. Procés bidireccional: Dues helicases que treballen en sentits oposats formen les bombolles de replicació.

6. Enzim primasa: És una RNA-polimerasa que sintetitza un fragment curt d'RNA (primer) que actua com a encebador.

7. DNA-polimerasa III: Sintetitza en direcció 5'→3' un nou filament de DNA de creixement continu (anomenat filament conductor).

8. Síntesi del filament retardat: L'RNA-polimerasa i el DNA-polimerasa III formen els fragments d'Okazaki sobre l'altre filament, que és antiparal·lel.

   • DNA-pol I: Retira els fragments d'RNA i omple els buits amb DNA.
   • DNA-ligasa: Empalma els diferents fragments.
   • Finalment, es forma el filament de creixement discontinu, anomenat filament retardat.

9. El procés continua fins a la duplicació total del DNA. Com que és bidireccional, cadascun dels nous filaments està sintetitzat de forma contínua i discontínua.

L'Experiment de Meselson i Stahl: Replicació Semiconservadora

L'experiment de Meselson i Stahl va ser dut a terme a Pasadena, Califòrnia, per Matthew Meselson i Franklin Stahl. Aquest experiment va demostrar que la duplicació de l'ADN era semiconservadora, tal com predeia el model de doble hèlix de l'ADN publicat cinc anys abans.

Què significa la Replicació Semiconservadora?

La duplicació semiconservadora significa que quan la doble hèlix de l'ADN és duplicada, cadascuna de les dues hèlixs d'ADN resultants conté un filament íntegrament provinent de l'hèlix original (el filament mare) i l'altre de nova síntesi (el filament complementari).

Les dues cadenes de l'ADN “mare” es reparteixen una a cada cèl·lula, i una cadena complementària és sintetitzada a cadascuna d'elles. La replicació del DNA és bidireccional, en direccions oposades, i es forma la forqueta de replicació.

Definició de Fragments d'Okazaki

Els Fragments d'Okazaki són fragments d'RNA i de DNA sintetitzats per l'RNA-polimerasa (que no necessita encebador) i pel DNA-polimerasa en direcció 5'→3' sobre diferents regions del filament patró. A continuació, es perd la porció d'RNA i els fragments es fusionen entre si. El resultat és un nou filament d'ADN continu en creixement.

Replicació del DNA en Eucariotes

La replicació en eucariotes presenta diferències significatives respecte als bacteris:

Diferències amb la Replicació Bacteriana

• El DNA està associat a histones.
• El procés és més lent.
• Hi ha un centenar d'orígens de replicació, formant unes 100 bombolles de replicació (anomenades replicons).
• Els fragments d'Okazaki són més petits.
• La replicació es duu a terme en la fase S de la interfase (amb una durada aproximada de 6-8 hores).

Teoria d'un Gen - un Enzim

Quan s'altera la seqüència de nucleòtids d'un gen, es produeix un canvi en l'enzim corresponent. Per mitjà dels enzims es controlen les substàncies i, per aquestes, les característiques dels organismes. A partir d'aquests estudis de genètica bioquímica s'han establert rutes bioquímiques.