Replicação do DNA

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ESTHER ANDRADE | TURMA 85 | Biologia molecular na clínica médica (OPTATIVA) 
INTRODUÇÃO 
A replicação é uma biossíntese de novo 
DNA a partir de um molde de DNA. 
Praticamente todas as nossas células 
nucleadas possuem o mesmo DNA. 
Ocorre na fase S do ciclo celular 
(intérfase). Esse é o período em que o 
DNA está se preparando para dividir. 
Ocorre no sentido 5’-> 3’ 
MODELOS DE REPLICAÇÃO 
 Dispersivo – fragmentos do DNA 
antigo com fragmentos do DNA novo. 
 Conservativo – conserva a molécula 
por inteira e forma outra. 
 Semi conservativo – conserva uma 
fita molde e a utiliza para formar 
a nova. (Mais aceita) 
 
Experimento para comprovação 
(Mesensol-Stahl): 
 
ENZIMAS ENVOLVIDAS 
 Unidade de replicação: Replicon 
 Helicase: desenrolam a dupla fita 
e quebram as ligações de H. 
 Primase: inicia a replicação com a 
síntese de primers. 
 DNA Polimerases (α, β, γ: 
mitocôndria, ε): continua a 
síntese do DNA após a primase. 
 Topoisomerase (girase): desfaz a 
tensão feita pela helicase depois 
ou antes da parte do DNA aberta 
por ela. 
 Ligase: ligam os fragmentos de 
Okazaki. 
 Proteínas ligadoras de fita 
simples (SSB): Manutenção da 
abertura das fitas. 
 Exonucleases: remove todos os 
primers de RNA. 
 Primers: insere uma pequena 
sequência de RNA, complementar 
à fita molde de DNA. 
OBS.: DNA polimerase: 
Procariotos 
DNA Pol I 
DNA Pol II: Reparo do DNA 
DNA Pol III: Replicação do DNA 
Eucariotos 
DNA Pol Alfa: Primase 
DNA Pol Beta: Reparo do DNA 
DNA Pol Sigma: Replicação do DNA 
DNA Pol Epsilon: Replicação do DNA 
DNA Pol Gama: Replicação mitocondrial 
 
REPLISSOMO 
O conjunto de todos os componentes para 
a replicação. 
 
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ORIGEM DA REPLICAÇÃO 
O início da replicação ocorre em regiões 
que são ricas em ligação A=T 
(possivelmente por conta de uma 
facilidade maior em quebrar uma dupla 
ligação do que uma tripla, e assim, 
desnaturar o DNA). 
O DNA nunca é sintetizado na ponta, pois 
existe uma região especifica onde se 
inicia a replicação. 
A abertura da dupla fita forma a 
forquilha de replicação, e essa 
replicação pode ser unidirecional ou 
bidirecional. 
ETAPAS DA REPLICAÇÃO DO DNA 
 As helicases rompem as ligações de 
H da dupla fita de DNA que iniciam 
este processo em diferentes regiões 
do DNA gerando as chamadas bolhas 
ou forquilhas de replicação, 
abrindo assim toda a dupla fita de 
DNA. 
 O processo de duplicação continua 
com a ação da primase, que é uma 
molécula sinalizadora para outra 
enzima, a DNA polimerase, enzima 
responsável pelo reconhecimento, 
pareamento e verificação dos 
nucleotídeos que serão inseridos na 
nova cadeia de DNA que está sendo 
biossintetizada. 
 O processo de replicação do DNA 
acontece utilizando as duas fitas 
parentais como molde. Entretanto, a 
DNA polimerase só polimeriza 
fragmentos de DNA no sentido 5’- 3’ 
(posição dos carbonos terminais na 
molécula do DNA). A dupla fita de 
DNA apresenta uma molécula no 
sentido 3’-5’ (chamada de molde da 
fita líder) e outra no sentido 5’- 
3’ (chamada de molde da fita 
retardada). O sentido da dupla fita 
sempre será antiparalelo, ou seja, 
uma está num sentido e outro no 
outro, obrigatoriamente. Durante o 
processo de duplicação, cada uma 
das novas fitas obedece ao 
princípio do antiparalelismo, 
portando no molde da fita líder, a 
biossíntese da fita complementar 
será contínua; já a fita retardada 
será em fragmentos, denominados 
fragmentos de Okasaki, que são 
gerados através do reconhecimento 
da DNA polimerase à vários primers 
sintetizados na fita molde, e a 
enzima promove a síntese no sentido 
inverso, gerando fragmentos que 
serão unidos enzimaticamente. 
OBS.: Fragmentos de Okazaki: É um 
relativamente pequeno fragmento 
de DNA criado na cadeia retardada 
durante a replicação do DNA. 
RESUMINDO 
 Iniciação (controle da 
replicação) 
1. Reconhecimento das origens de 
replicação por um complexo 
proteico. 
2. Abertura localizada da dupla 
cadeia de DNA helicase. 
3. Síntese do primer. 
 
 Elongação 
1. Síntese contínua na cadeia líder 
5’3’ 
2. Síntese descontínua na cadeia 
retardada 3’5’ 
 
 Terminação 
1. Reconhecimento de sequências 
sobre as quais se fixam 
proteínas, bloqueando o movimento 
de progressão da forquilha de 
replicação 
ERROS NA REPLICAÇÃO DO DNA 
Consequências: 
 Fonte de variabilidade genética: 
matéria prima da evolução. 
- Intolerância alimentar. 
- Susceptibilidade à infecção. 
 
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- Reação a medicamentos. 
- Traços de personalidade (aptidão 
atlética, talento artístico). 
 Efeitos prejudiciais: causas de 
muitas doenças genéticas e 
distúrbios. 
MUTAÇÕES 
Podem ocorrer por: 
 Substituição – não perde o total 
sentido 
 Deleção 
 Inserção 
 
Elas podem ser: 
 Gênicas: afeta um único gene. 
 Podem ocorrer por: 
- Substituição: não perde o total 
sentido 
- Deleção 
- Inserção 
 
 
 Cromossômicas: afeta o número ou 
a estrutura do cromossomo. 
 
REPARO DO DNA 
Quando o DNA sofre a ação de algum 
agente mutagênico e é lesado, existem 3 
consequências: 
- Haverá uma reparação completa e então 
o DNA será restaurado. 
- Não haverá reparação e o DNA perderá 
sua atividade. 
- A reparação será incorreta e o DNA 
sofrerá a mutação. 
 
 
 
 
DEFEITOS EM REPARO DE DNA 
XERODERMA PIGMENTOSUM 
Vários grupos de 
complementação. 
Sensibilidade a luz UV 
(254 nm). 
Defeito em incisão junto a 
dímeros de pirimidina 
(XPA, TFII H). 
XPV = defeito de 
replicação trans-lesão 
(reparo pós-replicação). 
ATAXIA TELANGIECTASIA 
Sensibilidade a raio X (quebras diretas 
no DNA). 
Reparo eficiente de 
quebras em DNA. 
Defeito em bloqueio de 
ciclo celular. 
Replicação de DNA 
lesado = instabilidade 
genômica. 
Sistema nervoso e 
imunológico afetados. 
SÍNDROME DE COCKAINE 
Sensibilidade a UV e 
EAO (8-oxoG) 
Manifestação fetal 
(UV?) 
Defeito em reparo 
acoplado a transcrição 
Normalmente induzido 
pela RNA Pol II 
entalada. 
SÍNDROME DE LYNCH 
Defeito em mismatch repair e propensão à 
câncer coloretal não poliposo. 
Alteram todo o 
quadro de leitura. 
Mutação Frameshift 
Alteram todo o 
quadro de leitura. 
Mutação Frameshift