TRANSMITEREA INFORMATIEI GENETICE

REPLICAREA ADN

SUMAR

Replicarea ADN precede diviziunea celulara

ADN-ul este replicat prin intermediul utilizarii uneoi catene drept matrita pentru sinteza unei catene complementare.– toate nucleotidele sunt adaugatela capatul 3’ al catenei in

crestere– una dintre catene este sintetizata continuu, in timp ce cealalata

este sintetizata discontinuu

cromosomii replicati sunt distribuiti in nucleii celulelor fiice, care rezulta in urma diviziunii

Replicarea are loc in faza S a ciclului celular

Replicarea este semiconservativa, fiecare catena servind ca matrita pentru sinteza unei catene complementare

Sinteza ADN se desfasoara la nivelul unor repliconi, alcatuiti fiecare dintr-o origine de replicare si doua furci de replicare divergente (bidirectional)

La nivelul fiecarei furci de replicare se afla un complex de enzime, incluzand ADN polimeraza. Celelalte enzime sunt primaza, helicazele si topoizomeraza

Replicarea este semiconservativa, fiecare catena a ADN-ului servind ca matrita pentru sinteza unei catene complementare.

Replicarea se desfasoara conform acestui model, atat la eucariote, cat si la procariote si virusuri

directia de deplasare a furcii de replicare

Furca dereplicare

REPLICAREA ADN ESTE SEMICONSERVATIVA

EXPERIMENTUL MESELSON-STAHL

POLIMERIZAREA ADN

polimerizarea nucleotidelor in ADN necesita:– ADN polimeraza– dATP, dGTP, dCTP, dTTP (dNTPs) (nucleotidele in forma trifosfat)– matrita monocatenara de ADN– un primer, cu un capat 3’ hidroxil liber, la nivelul caruia sa se accepte

nucleotida nou-venita

enzime/proteine accesorii:– proteine care se leaga la monocatena ADN (single-strand binding

proteins)– primozomul, care contine ARN primaza– helicaza, necesara anularii spiralizarii ADN– giraza, necesara relaxarii superrasucirilor aparute in fata furcii de

replicare

SINTEZA ADN

3’cresterea catenei ADN

5’

cresterea catenei ADN3’ 5’

directia de deplasare a furcii de replicare

CATENA CONDUCATOARE SI CATENA INTARZIATA

Limitarea este impusa de sinteza ADN, strict in directia 5’ spre 3’

Cele doua catene ADN sunt utilizate diferit la nivelul furcii de replicare– catena conducatoare (leading strand) este

sintetizata continuu– catena intarziata (lagging strand) este

sintetizata de o maniera discontinua sunt sintetizate fragmente Okazaky fragmentele sunt cuplate intre ele cu

ajutorul ADN ligazei

leading

lagging

3’

5’

3’

5’

3’

5’

3’

5’

SINTEZA CATENEI INTARZIATE

APARATUL DE REPLICARE

Rolul primazei Rolul helicazeiRolul topoizomerazei Rolul SSBp

ORIGINEA DE REPLICARE

Replicarea ADN debuteaza la nivelul unei secvente specifice de nucleotide, numita origine de replicare– initierea are loc prin cuplarea proteinelor care recunosc originea de

replicare, a caror functie este de a deschide helixul si de a recruta apoi componentele aparatului de replicare

Sinteza ADN se va desfasura in continuare bidirectional, plecand de la nivelul originii de replicare

REPLICAREA BIDIRECTIONALA

Fiecare replicon poseda o origine de replicare, de la nivelul careia replicarea se desfasoara bidirectional

Directia de deplasare a furcii de replicare

Directia de deplasare a furcii de replicare

REPLICAREA CROMOSOMULUI CIRCULAR

• Exista o singura origine de replicare

• Replicarea este bidirectionala, cu formarea unei structuri intermediare, numita structura theta

ALTE SITUATII

Unele molecule de ADN circular (ex. plasmidele) se replica dupa modelul cercului rotativ– matrita circulara este replicata continuu– catena liniara este replicata discontinuu, cu ajutorul fragmentelor

Okazaki

Telomerii– reprezinta capetele specializate ale cromosomilor liniari de la

eucariote– sunt replicate cu ajutorul telomerazei

telomeraza foloseste ca matrite mici fragmente de ARN telomeraza este o specie de revers transcriptaza

– in absenta telomerilor, catena conducatoare se va scurta de fiecare data, la indepartarea primerului de la nivelul caruia a debutat replicarea, ceea ce va conduce la deletia unor gene esentiale bunei functionari a celulei

REPLICAREA DUPA MODELUL CERCULUI ROTATIV

- caracteristic anumitor plasmide si fagi- o catena ramane circulara si

functioneaza ca matrita pentru sinteza continua

- catena decuplata, va oferi un capat 5’ si va servi ca matrita pentru sinteza discontinua

- sinteza continua cu formarea mai multor copii ale genomului, intr-o strunctura multimerica

- are loc clivajul si separarea, precum si incliderea circulara a moleculelor nou sintetizate

REPLICAREA TELOMERILOR

- replicarea normala a capetelor cromosomului ar conduce la scurtarea acestei regiuni si, implicit, la pierderea de informatie genetica

- telomerii contin multiple copii ale unor mici secvente repetitive

- au rolul de a preveni pierderea de informatie genetica si aderarea cromosomilor la nivelul capetelor

- sunt replicati printr-un mecanism special