AULA11 REPLICACAO DNA

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Disciplina: Biologia Celular e Molecular 
Profa. Dra. Ana Beatriz G Duarte 
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 Divisão celular 
 Duplicação do material 
genético 
▪  Cópia precisa do 
genoma 
 Manter alterações 
mínimas no DNA 
▪ Sobrevivência do 
organismo 
 
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 Modelo de Watson e Crick 
 Dupla Hélice ou helicoidal 
 
 2 cadeias de polinucleotídeos 
 
 Direcionalmente opostas 
▪ antiparalelas 
 
 Unidas por pontes de H entre 
bases 
 
 
3 
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 Modelo de Watson e 
Crick 
 Bases complementares 
 
 Unidas por pontes de H 
entre bases 
▪ Purinas (A e G) + 
Pirimidinas (T e C) 
 
 A = T e G = C 
 
 Mesma distância e 
diâmetro uniforme da 
hélice 
 
 
Regra de Chargaff  no DNA a quantidade 
de purinas é igual a quatindade de 
pirimidinas 
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 A dupla hélice do DNA é essencial para sua 
função: 
 DNA guarda um grande número de informações 
 
 Suscetível a mutações 
 
 Pode ser replicado com precisão 
 
 Expressa o fenótipo 
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 Dupla hélice 
 Estável  Pontes de H entre as 
bases 
  Energia para abertura 
 
 Abertura da dupla hélice 
  exposição das bases 
Nitrogenadas 
  proteínas iniciadoras 
  Segmentos específicos 
  Poucos pares de bases 
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 Origem de replicação: 
 Locais onde ocorre abertura das bases 
 Sequência específica de nucleotídeos 
 Ligação de proteínas iniciadoras 
 
 Procariotos ~ 100 bases 
  1 origem 
 Ricos em A = T 
 Proteínas iniciadoras 
 
 Genoma Humano 
 10.000 origens 
 Vários locais 
▪  redução tempo de replicação 
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Figure 6-5 Essential Cell Biology (© Garland Science 2010) 
Origem de replicação 
DNA 
dupla 
hélice 
dupla hélice aberta com 
ajuda de proteínas 
iniciadoras 
Fitas simples de DNA molde prontas 
para a síntese 
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 Estruturas em Y 
 Deslocamento do 
complexo de replicação 
sobre DNA 
 Abertura das fitas 
▪  Cada 1 como Molde 
 2 forquilhas em cada 
origem 
 
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Origens de replicação 
Forquilha de 
replicação 
Hélice do DNA 
PARENTAL 
Direção da forquilha de 
replicação 
Novas fitas recém-
sintetizadas 
 DNA polimerase 
 Polimeriza novo DNA 
 Adiciona nucleotídeos 
▪ Usa DNA original como 
molde 
▪  extremidade 3´ OH 
▪ Ligação fosfodiéster 
 Trifosfato de nucleosídeo 
▪  Hidrólise 
▪ Fornecem energia para 
reação 
 
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 DNA Polimerase III 
 
 Sentido 5’ → 3’ 
 
 Ligação 
fosfodiéster: 
▪ Fosfato 5´do 
nucleotídeo 
incorporado 
▪ na extremidade 
3´OH do anterior 
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 DNA polimerase 
 2 reações acopladas: 
▪ Liberação de energia ou 
quebra de ATP + reação 
de polimerização 
▪ Degradação do 
pirofosfato (PP) a fosfato 
inorgãnico 
▪ Reação IRREVERSÍVEL 
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21 ..\..\material livro biologia celular\WMV\06.1-DNA_polymerase.wmv 
 DNA polimerase 
 Catalisa uma 
reação 
fosfodiéster 
 
 DNA polimerase 
se desloca e se 
mantém ligada ao 
DNA 
 
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 1 fita contínua  
 
 1 fita descontínua  
 
 Polimerização para trás em relação ao 
movimento da forquilha 
 
 Unidos posteriormente pela DNA ligase 
 
Fita líder 
Fita retardada ou 
fragmentos de Okazaki 
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 DNA polimerase 
 Adiciona nucleotídeos a um 
molde 
 Incapaz de iniciar nova fita 
 
 Primase 
 RNA polimerase 
 Sintetiza um primer ou 
iniciador de RNA com ~ 11 
bases 
  fornece extremidade 3’ OH 
como início para DNA 
polimerase 
 
 
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 Enzima Primase: 
 Inicia novas cadeias 
polinucleotídicas 
 Não tem atividade de reparo 
▪ Iniciadores com  frequência de erros 
 DNA adicionado por enzimas de 
reparo 
 Polimerização e verificação de 
reparo 
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Fita lider 
Síntese 
contínua 
1 iniciador 
de RNA 
Fita retardada 
Fragmentos 
okazaki 
Síntese 
descontínua 
Vários 
iniciadores de 
RNA 
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 Nuclease 
  Degrada RNA iniciador 
  Remoção do RNA Iniciador 
 
 Polimerase de reparo 
  substituição do iniciador por DNA 
  A partir dos fragmentos de Okazaki 
 
 DNA ligase 
  Une fosfato 5´de um fragmento de DNA ao outro 
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 Helicases 
 Separação das fitas duplas 
 Hidrolise de ATP 
 Helicase + primase = primossomos 
 SSBP  proteínas ligadoras de fitas simples 
 Se ligam a 1 fita 
 Evitam o repareamento 
 Manutenção da fita alongada 
 Grampo deslizante 
 Manutenção da DNA polimerase ligada ao DNA 
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..\..\material livro biologia celular\WMV\06.5-DNA_replication_fork.wmv 
Nova fita DNA 
recém 
sintetizada 
Molde 
da fita 
líder 
Molde da fita 
atrasada 
DNA 
parental 
RNA 
iniciador Fragmento de 
Okasaki 
DNA polimerase na 
fita atrasada 
sintetizando frag. 
Okasaki 
Nova fita DNA 
recém 
sintetizada 
 Polimerização precisa 
 1 erro a cada 107 nucleotídeos 
 GT e AC menos estáveis podem ser formados 
▪ Menos frequentes 
▪ Acúmulo de erros Inviabiliza a divisão celular 
 
 DNA polimerase 
 Cataliza a polimerização  atividade polimerização 5´-3´ 
 Verifica erros  atividade de reparo (nuclease) 3´-5´ 
 Polimerização e correção 
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Se DNA polimerase 
adiciona nucleotídeo 
incorreto ela verifica o 
pareamento e remove o 
nucleotídeo incorreto e 
tenta novamente 
Atividade polimerase 5´-3 
Atividade nuclease 3´-5´ 
..\..\material livro biologia 
celular\WMV\06.1-
DNA_polymerase.wmv 
 Replicação somente na direção 5´- 3´ 
 Fragmentos descontínuos de Okazaki 
▪ RNA iniciador 
 Final da molécula de DNA 
 Não há como adicionar iniciadores 
 Telômeros 
 Telomerase 
▪ RNA molde na enzima 
▪ Sequencia nucleotídica especial 
▪ Inúmeras cópias mesma sequencia 
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