5.E: Replicación del ADN I: Enzimas y Mecanismo (Ejercicios)
- Page ID
- 58510
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)Pregunta 5.8
Imagina que estás investigando la replicación de una especie bacteriana llamada B. mulligan. La bacteria se cultiva durante varias generaciones en medio que contiene un marcador de densidad pesada, [15 N] NH 4 Cl. Luego, las bacterias se desplazan a medio que contiene densidad normal [14 N] NH 4 Cl. El ADN se extrae después de cada generación y se analiza en un gradiente de CsCl. De los resultados que se muestran a continuación, ¿cuál es el modo de replicación en B. mulligan? Explique su conclusión.
Pregunta 5.9
¿Cuántos giros se deben desenrollar durante la replicación del cromosoma E. coli? El cromosoma contiene 4.64 x 106 pares de bases.
Pregunta 5.10
¿Cuáles de los siguientes comentarios sobre los fragmentos de Okazaki son verdaderos o falsos? Fragmentos de Okazaki:
- son segmentos cortos de ADN recién sintetizado.
- se forman por síntesis en la cadena principal del ADN.
- tienen un tramo corto de ARN, o una mezcla de ribonucleótidos y desoxirribonucleótidos, en su extremo 5'.
- dar cuenta de la síntesis global de una cadena de ADN en una dirección de 3' a 5'.
Pregunta 5.11.
Los siguientes resultados experimentales son de A. Sugino y R. Okazaki (1972) “Mecanismos de Crecimiento de la Cadena de ADN VII. Dirección y tasa de crecimiento de cadenas de ADN cortas nacientes de T4” J. Mol. Biol. 64:61-85.
a. Las células de E. coli se infectaron con el bacteriófago T4 y luego se enfriaron a 4 o C para disminuir la velocidad de replicación. El ADN replicante en las células infectadas se marcó por pulsos con [3H] -timidina (a) o [3H] -timina (b) por 5 seg (círculos rellenos de negro), 30 segundos (círculos abiertos con línea vertical), 60 segundos (círculos abiertos con punto) o 300 segundos (círculos abiertos). El marcaje del pulso se detuvo con cianuro de potasio y hielo, y se extrajo el ADN, se desnaturalizó en NaOH y se separó en un gradiente de sacarosa alcalina. Se recogieron fracciones del gradiente y se ensayaron para determinar la cantidad de 3 H en el ADN (como material que se unía a un filtro después del lavado en (a) y como material insoluble en ácido en (b)). El valor de sedimentación en Svedbergs (S) se da a lo largo del eje x; el material de sedimentación más rápido está hacia la derecha. ¿Qué le dicen estos datos sobre los tamaños del ADN naciente (recién sintetizado) en los distintos tiempos de marcaje de pulso?
b) Sugino y Okazaki utilizaron un método para romper aleatoriamente las cadenas nacientes cortas aisladas (fragmentos completos de Okazaki) y recuperar solo los oligonucleótidos de los extremos 5Ã. Encontraron que en tiempos de marcaje muy cortos (e.g. 5 s) la timidina [3H] no estaba en los extremos 5' del ADN (de ahí que era interna y en los extremos 3'). Después de tiempos de marcaje más largos, la timidina [3 H] se encontró en los oligonucleótidos en el extremo 5'. ¿Cuál concluyes es la dirección del crecimiento de la cadena de las cadenas nacientes? Explica tu lógica.
Pregunta 5.12
Hemos cubierto dos experimentos del laboratorio de Okazaki usando etiquetado de pulso para tiempos crecientes para seguir la síntesis de nuevo ADN. ¿Cómo diseñarías un experimento de pulso-chase para monitorear no solo la producción inicial de fragmentos de Okazaki, sino también su incorporación a moléculas de ADN más grandes?
Pregunta 5.13
¿Qué enzimas, sustratos y cofactores se utilizan en común y cuáles son distintivos para la síntesis de cadenas principales y cadenas rezagadas de ADN en la horquilla de replicación de E. coli?
Pregunta 5.14
¿Qué subunidad o complejo dentro de la holoenzima ADN polimerasa III de E. coli tiene cada una las siguientes funciones?
- Cataliza la polimerización de 5'a 3' de nuevo ADN.
- Tiene la función correctora (exonucleasa de 3' a 5').
- Dimeriza los dos núcleos catalíticos.
- Forma la pinza que se piensa que da cuenta de su alta procesividad.
- Carga y descarga la abrazadera deslizante.
Pregunta 5.15
¿Cuáles son los componentes del complejo multiproteico conocido como primosoma en E. coli? ¿Qué hace? ¿En qué dirección viaja?
Pregunta 5.16
¿Qué ADN polimerasa (s) nuclear eucariota (s) se piensa (n) para dar cuenta de la síntesis de la cadena principal y de la cadena retrasada?