Replicação do DNA

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EDUARDA MENDES LOPES
Replicação do DNA
Divisão Celular
→ Genoma duplicado para ser transmitido para
as células filhas
→ Na mitocôndria acontece também, mas não
depende do nuclear, é um processo parecido
com o que acontece nas bactérias (é celular)
→ Durante a interfase, ocorre a duplicação do
seu material genético, tanto na mitose como na
meiose
→ Quando passa de G1 para fase S, é onde
ocorre a fase de replicação (ativação de enzimas)
→ Ao final da fase S, caminha para fase G2 e
após para a fase M, onde ocorre o acionamento
da maquinaria mitótica
DNA
→ Ácido desoxirribonucleico
→ Núcleo
→ Conservar e passar material genético
→ Dupla hélice: cromossomo com duas
cromátides unidas pelo centrômero
→ Histonas + hélice de dupla cadeia composta
por nucleotídeos
→ Carrega toda informação genética para a
síntese de RNA e proteínas
→ A ordem que os nucleotídeos estão importa
→ Polinucleotídeos
- uma fita vai de 5’ para 3’ e a outra ao
contrário (por conta da OH ligada ao C )
- bases púricas ou pirimídicas
- adenina, guanina, citosina e timina
- nucleosídeos trifosfato (durante a
replicação para a adição é importante que
esses tenham os 3 fosfatos, depois um
permite a ligação fosfodiéster e os outros
saem)
- interação muito específica (A→ T e C→
G)
- isso permite carregar a informação
genética e, assim, a hereditariedade
Mecanismo de replicação
Conservativo
→ Forma duas novas fitas
Dispersivo
EDUARDA MENDES LOPES
→ Uma dupla hélice seria copiada e daria duas
novas hélices, onde segmentos teriam porções
novas e antigas do processo
Semi-conservativo (a correta):
→ Uma dupla fita parental gera duas duplas fitas
filhas, sendo uma fita original e uma fita nova
→ A dupla fita parental atua como molde para a
síntese das duplas fita-filhas
1. Dupla-hélice deve ser separada
- rompimento das pontes de H entre bases
nitrogenadas (desnaturação ou fusão)
- temperatura
- ácidos ou álcalis
- enzimas (helicases)
- reassociação de filamentos
complementares (anelamento ou
renaturação)
2. Início nas origens de replicação
- Locais específicos p/ a abertura da dupla
fita
- Isso faz com que o humano consiga
replicar em 8 horas (bactéria é cerca de
10 minutos)
- São regiões ricas em A e T, onde há
complexo reconhecedor de origem (ORC)
que é reconhecido pelas enzimas (DNA
helicases)
- Esse complexo ORC permanece com o
DNA até finalizar o processo de divisão
para impedir que a célula copie a
informação mais de uma vez
- ORC vai recrutar outras enzimas como a
DNA helicase que irá abrir as duas fitas
- Quando é aberto, pode sofrer tensões de
ambos os lados, a tendência é que ele
sofra um processo de
super-helicoidização e para impedir que
haja o quebramento dessas regiões há a
DNA girase que irá liberar a tensão e a
super-helicoidização e se quebre.
Qualquer quebra pode causar estragos no
cromossomo
3. Processo bidirecional
- Após a abertura, será formado 2
forquilhas de replicação a partir de cada
origem (estrutura em Y) e vão sendo
abertas como se fosse um zíper aberto
nos dois sentidos
- Movem-se para longe da origem em
direções opostas
- Há um ponto também que essas
forquilhas se encontram próximos as
origens de replicação
- Em bactérias, é bem rápido, ocorre na
velocidade de 1000 pares por segundo,
enquanto nos humanos ocorrer 100
pares/seg
4. Síntese no sentido 5’-->3’
- DNA polimerase: catalisa a adição de
nucleotídeos à extremidade 3’ da fita em
crescimento - formação da ligação
fosfodiéster
- O nucleotídeo, para entrar na fita, tem que
entrar um par com o nucleotídeo
adjacente
- O molde que tem o processo principal de
conduzir esse processo
- Nucleosídeo trifosfato
- Sempre chegará no carbono 5’-->3’ para o
processo de sintetização, quimicamente é
mais favorável para acontecer a ligação
fosfodiéster
- Esse sentido de síntese complica um
pouco por que: quando abre, as duas fitas
serão completadas em sentido
anti-paralela, mas uma parte tem que ser
feita de trás pra frente conforme ele é
aberto.
- Fita líder: sintetizada continuamente
- Fita retardatária: sintetizada
descontinuamente e deixa fragmentos
chamados fragmento de Okazaki e são
ligados uns aos outros por meio da
enzima DNA ligase
EDUARDA MENDES LOPES
5. Síntese do segmento iniciador (prímer)
- DNA polimerase precisa desse primer
para começar a funcionar
- Primase sintetiza pequeno segmento de
RNA complementar para ser o iniciador e
possibilitar a síntese do DNA
- Precisa sempre ter esse segmento
iniciador tenha a extremidade 3’ OH livre
- Na cadeia contínua terá apenas o
iniciador e depois se acrescenta o resto
de nucleotídeos
- Para a retardatária, há a necessidade de
vários iniciadores necessários, a partir de
cada um a polimerase se associa e
acrescenta mais. Depois de vários
fragmentos de Okasaki, há enzimas que
retiram esses iniciadores, por
polimerases, e completam os espaços
para não ficar uma bagunça, pelas DNA
ligases que formam ligações fosfodiéster
entre os pedaços de DNA
- Então, na fita retardatária “cresce” de 3’ →
5’, mas na verdade cresce de 5’ → 3’, pois
a polimerase segue esse sentido em cada
iniciador existente e só depois vai para
outro iniciador para continuar a síntese
Características da DNA polimerase
→ Processividade
- velocidade de adição de nucleotídeos na
síntese de uma cadeia de DNA
- é mais rápido em bactérias
→ Fidelidade
- quantidade de nucleotídeos errados
adicionados (não complementares ao
molde)
- 1/10 na 7
→ Autocorreção
- atividade verificadora e corretora 3’ → 5’
- voltam, cortam a ligação no local do erro e
acrescentam o nucleotídeo correto
- em bactérias, esse processo não é tão
eficiente
→ Quando pensa-se em replicação, tudo será
copiado, regiões intergênicas, e etc......
→ Complexo multienzimático se move ao longo
do DNA permitindo a síntese das 2 fitas-filhas de
modo coordenado
Problema da replicação das extremidades dos
cromossomos
→ Cromossomos lineares
→ Replicação fita retardatária
→ Sem iniciador para síntese do último
fragmento de Okazaki
E como acontece a replicação das pontas?
→ Enzima responsável por adicionar DNA
telomérico aos terminais dos cromossomos
→ Telomerase
- O complexo compreende proteínas
associados ao componente catalítico que
tem atividade
- Acrescenta a porção de DNA repetitivo da
fita antiga na nova
- Estende fita parental
- Fita retardatária é alongada pela primase
e DNA polimerase
- Não vai conseguir sempre copiar do início
ao fim, sempre fica uma porção não
copiada
-
Antriretrovirais
→ Quais são os tipos de antiretrovirais?
- inibidores da transcriptase reversa
análagos de nucleosídeos (ITRN)
- inibidores da transcriptase reversa
não-análogos de nucleosídeos (ITRNN)
- inibidores de protease (IP): inibição da
maturação
- inibidores da entrada do HIV e da fusão
→ Como os análogos de nucleosídeos inibem a
atividade da transcriptase reversa?
- função de enganar e evitar a transcrição
reversa, bloqueando o processo a partir,
principalmente, de uma parte da estrutura
- os não análogos atrapalham a enzima
→ Por que os análogos de nucleosídeos
precisam ser fosforilados por enzimas celulares
do hospedeiro para que se tornem ativos?
- precisa deles com 3 fosfatos (“ativado”)
para conseguir fosforilar e, assim, atuar
de modo a enganar a transcriptase
reversa e bloquear o processo