Replicação (parte 1)

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Aula 3 – Replicação (parte 1)
Replicação – proliferação 
Uma má replicação leva a uma desvantagem na célula – ganho de genes, desvantagem proliferativa. Na maioria dos casos são deletérias, ocorre em regiões importantes da célula – leva a morte da célula.
A replicação do DNA tem que ser perfeita ou o mais próxima disso possível, ou seja, as taxas de mutações têm que ser extremamente baixas.
Luz solar, espécies reativas de oxigênio, são capazes de “atacar” o DNA podendo levar a alterações.
Temos que estar sempre preservando nossas células somáticas (células do corpo em geral) e as células germinativas visto que sempre vamos passar essas informações pros nossos descendentes, então temos sempre que passar nossos melhores genes.
As fitas só formam a dupla hélice quando estão com a polaridade invertida (5’ – 3’ e vice versa). Lembrando que a extremidade 5’ é do fosfato livre e a 3’ é da hidroxila livre.
Por que dizemos que a replicação é semi-conservativa?
Resposta: pois sempre terá uma fita velha pra que sirva de molde pras outras replicações. Não há apenas fita nova recém-sintetizada.
A DNA polimerase é a enzima chave pra replicação. Ela que insere os nucleotídeos trifosfatados (2 fosfatos são utilizados pra energia e 1 pra se inserir na cadeia do DNA). 
A DNA polimerase sempre sintetiza os seus nucleotídeos na direção 5’-3’. Não existem polimerases que sintetizem na direção 3’-5’.
Fita contínua (líder) – 5’-3’- os nucleotídeos trifosfatados são adicionados ao fosfato e vida que segue 
Fita descontínua – 3’-5’ – a energia está do lado contrário, então os nucleotídeos não seriam adicionados no fosfato (porção 5’) e sim na porção da hidroxila (porção 3’). 
Pra fazer com que as duas fitas crescessem na mesma direção, teria que ter duas DNA polimerases distintas, coisa que não existe. Só existe uma.
Como não há como polimerizar na direção 3’-5’, há formação dos fragmentos de okasaki na fita descontínua. 
Tautômeros são isômeros resultantes do deslocamento transitório da ligação química. A DNA polimerase acha que está introduzindo um certo nucleotídeo porém está introduzindo outro (que é o errado). Uma vez que ela introduziu de forma errada algum tautômero, logo essas ligações de hidrogênio são rompidas e ela consegue identificar que tem alguma coisa errada e retorna p/ consertar.
A DNA polimerase é capaz de corrigir os erros que ela mesma promove e apresenta duas unidades de correção, a primeira é a alteração conformacional. Supondo: num molde de DNA onde tem guanina, ela tem que introduzir citosina. Ela gera uma alteração conformacional nessa citosina antes de introduzir p/ confirmar se é essa base mesmo que tem que ser inserida, se está certa a conformação. Caso esteja, ela insere. Se não estiver, ela deleta e procura a correta. Isso tudo se deve ao fato de ser muito mais difícil p/ DNA polimerase ter que retirar um nucleotídeo que já foi inserido do que liberar nucleotídeos que ela nem introduziu ainda. 
A segunda atividade de autocorreção é a 3’-5’. Supondo que a DNA polimerase tenha inserido uma timina ao invés de uma citosina, isso é já é o suficiente p/ a atividade dela cessar, pois não prossegue a replicação se não estiver estritamente pareado. Ela não consegue formar cadeias sem a fita de base como molde. Então ela é capaz de retornar e retirar esses nucleotídeos errados e só retornar a sua função quando o pareamento estiver correto.
O RNA já não possui o mesmo mecanismo, é bem mais simples. Se ele produzir uma sequência errada, simplesmente a descarta, não tem o mecanismo de correção. 
As enzimas que participam do processo de replicação:
HELICASE- ela quem abre a fita dupla de DNA p/ formar a forquilha de replicação
DNA POLIMERASE- ela quem introduz os nucleotídeos – polimeriza na direção 5’-3'
Na fita contínua (líder) a polimerização é na direção 5’-3’ sem problema algum.
Na fita descontínua (ou retardada) a polimerização é na direção 3’-5’, como isso não é possível pois a DNA polimerase não tem como polimerizar nessa direção (visto que não teria a extremidade 3’OH livre), necessita de uma enzima RNA PRIMASE p/ sintetizar fragmentos de RNA (iniciador de RNA) com extremidade 3’OH. Logo, agora existe uma fita híbrida temporária.
Nessa fita descontínua terá formação dos fragmentos de okasaki (quebra de pouco em pouco a fita do DNA). Como no DNA não existe RNA, esses fragmentos iniciadores de RNA precisam ser retirados. Esse processo ocorre através da ação da RNASE, a qual vai degradar todos esses fragmentos de RNA. Uma vez degradado, vai gerar pequenos buracos nos fragmentos de okasaki, é então quando a DNA LIGASE vai vir ligando o DNA (os fragmentos de okasaki) depois da retirada desses iniciadores.
Por que se acha que a polimerização sempre acontece na direção 5’-3’? Não seria mais fácil ler todo o fragmento logo de forma contínua? Pra que fragmentos de okasaki, RNA primase e todas as outras enzimas? Por que é vantajoso p/ célula ter isso tudo?
Resposta: Dizem que seria muito gasto de energia se a polimerização começasse na direção oposta (3’-5’). Na direção 5’-3’ a energia está no nucleotídeo que está sendo adicionado, 1 fosfato vai pra cadeia e os outros 2 geram a energia. Se por acaso eu tiver que corrigir e ter que retirar esse nucleotídeo, não tem problema algum, eu vou procurar o nucleotídeo certo novamente e depois polimerizar tranquilamente. 
Se fosse ao contrário, a energia estaria na molécula de DNA, então uma vez que eu adicionasse o nucleotídeo e por algum acaso tivesse que retirar esse nucleotídeo, eu não teria mais energia pra adicionar outro e continuar polimerizando, pois a energia já teria sido gasta. E não teria como repor!!
A DNA LIGASE consegue fazer essa ligação dos fragmentos de okasaki pois ela doa fosfato pro DNA, conseguindo então fazer essa ligação (visto que só há ligação quando tem uma molécula de pirofosfato, por isso ela tem que doar, pois no DNA só tem 1).
A HELICASE hidrolisa bastante ATP p/ poder romper o DNA. Ela pode estar tanto na 5’-3’ quanto na 3’-5’. 
As proteínas ligadoras de fita simples (SSB) impedem a formação de grampos no DNA, que acabam prejudicando a ação da DNA polimerase. À medida que a DNA polimerase vai passando, as SSB vão sendo retiradas.
*parei em 11min da parte 2