Animacions de Genètica Molecular

Experiment de Hershey & Chase

Va servir per a demostrar que l'ADN és el portador de la informació genètica, i no les proteïnes com molts investigadors defensaven aleshores.

Fixeu-vos que només quan s'han marcat els virions amb 32P la radioactivitat es troba dins el bacteri, el que demostra que només l'ADN ha passat a l'interior del bacteri. En aquestes condicions el virus es replica a dins la cèl·lula, el que demostra que la molècula d'ADN és suficient per a dirigir la producció de nous virions; és a dir, transporta la informació genètica.

Quan es marca la càpsida amb aminoacids que contenen 35S, la radiactivitat no penetra dins el bacteri, el que vol dir que totes les proteïnes del virió queden fora i no tenen res a veure amb la replicació del virus. Les proteïnes no són portadores de informació genètica.

Experiment de Meselson & Stahl

Aquest experiment va demostrar que la replicació de l'ADN és semiconservativa; les molècules filles estan formades per una nova cadena de desoxirribonucleòtids unida a la cadena parental (original) que ha servit de patró.

Conclou que la repliació de l'ADN bicatenari implica la construcció de dues molècules separant les dues cadenes parentals sobre cada una de les quals es construeix el bri complementari mitjantçant l'addició de desoxirribonucleòtids complementaris.

Partim d'una doble hèlix pessada (15N) que sedimenta al fons mitjançant centrifucació en solució de Cessi.. La primera generació, cultivada en un medi amb 14N, produeix molècules mixtes (14N i 15N), ja que cada molècula té un bri pessat i un de lleuger, cosa que descarta la hipòtesi conservativa. En la segona generació, tal com s'espera, es produeixen cadenes intermijes i lleugeres.

Els vols conèixer els protagonistes? Fes clic aquí, i quan aparegui la pàgina externa tria la opció Animation.

Cada nova molècula d'ADN té una cadena antiga.

Fixa-t'hi en el que passa als bacteris. Les primeres evidències de la manera en que la molècula de DNA es duplica, es van obtenir mitjançant radiomicrografies en les que es van marcar amb isòtops els nucleòtids que participen en la polimerització. Kornberg fou el primer en obtenir imatges similars a les que s'observen en aquesta animació.

Una animació senzilla de la Universitat Saint Olaf

1. Només pot afegir nuclòtids a una cadena preexistent. Açò vol dir que s'ha de crear prèviament una cadena, anomenada primer, que és d'ARN.
2. Només pot afegir nucleòtids 5' trifosfat a l'extrem 3' de la cadena en formació. Açò vol dir que la direcció de creixement serà sempre 5' --> 3' (el final de la cadena en formació ha d'ésser sempre 3'.  La cadena patró és doncs 3' --> 5'. Com es forma la cadena sobre l'altre bri patró?
   

Però hi ha problemes

L'ADN polimerasa només enganxa nucleòtids a l'estrem 3'; és a dir que la polimerització (o addició de nous desoxirribonucleòtids) només es pot fer en sentit 5'->3'.

Tot comença quan l'helicasa separa els dos brins d'ADN a partir del punt d'inici (l'origen, marcat per la seqüència OriC). Així es genera la forca de replicació.

L'elongació consisteix en l'allargament de les noves cadenes sobre cada una de les cadenes patró de l'ADN original. Aquest procés es fa mitjançant polimerització de desoxirribonucleòtids trifosfat, que quan estableixen l'enllaç fosfodièster alliberen una molècula de pirofosfat. Els nous nuclòtids són sempre complementaris als del patró, i s'afegeixen sobre l'extrem 3' lliure de l'últim nucleòtid de la nova cadena.

• La polimerització sempre comença en forma d'ARN (anomenada "primer" o encebador), amb la participació d'un enzim anomenat Primasa
• Quan s'ha creat el "primer" l'ADN polimerasa III el continua afegint desoxirribonucleòtids complementaris a la cadena patró o motlle.
  • Una cadena pot creixer de forma contínua en direcció 5'->3'. L'anomenen conductora ("Leading strand")
  • Però l'altra es forma de forma discontínua a mesura que s'obre la forca de replicació. L'anomenen retardada ("Lagging strand") i cada fragment s'anomena "Fragment d'Okazaki". cada frangment es forma en dorecció 5'->3', però la cadena ho fa en direcció 3'->5'
• Altres enzims intervenen en el procés: l'ADN polimerasa I reemplaça a la primasa i substitueix els fragments d'ARN per fragments d'ADN. La ligasa crea enllaç fosfosiester en els llocs on hi ha discontinïtat.