REPLICAÇÃO DO DNA

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REPLICAÇÃO DO DNA
A REPLICAÇÃO/DUPLICAÇÃO DO DNA OCORRE DE FORMA SEMICONSERVATIVA, OU SEJA, CADA UMA DAS FITAS DA DUPLA HÉLICE FARÁ PARTE DA NOVA MOLÉCULA, RECÉM-SINTETIZADA, DE DNA. A REPLICAÇÃO OCORRE EM LOCAIS RICOS EM LIGAÇÕES ADENINA – TIMINA, PELO FATO DE HAVER APENAS 2 PONTES DE HIDROGÊNIO LIGANDO ESSAS BASES NITROGENADAS – FACILIDADE DE ABERTURA.
A ENZIMA QUE SEPARA AS DUAS FITAS DE DNA É A HELICASE, QUE QUEBRA AS PONTES DE HIDROGÊNIO ENTRE AS BASES NITROGENADAS. EM SEGUIDA, AS ENZIMAS SSB SE LIGAM ÀS FITAS SEPARADAS, EVITANDO QUE HAJA UM REPAREAMENTO DE NUCLEOTÍDEOS NOS SÍTIOS ABERTOS. CONFORME A HELICASE SEPARA AS FITAS DE DNA, HÁ UM AUMENTO DA TENSÃO NOS DEMAIS PONTOS DA MOLÉCULA, TENSÃO QUE INDUZ AO SURGIMENTO DE NÓS – A ENZIMA DNA GIRASE (TOPOISOMERASE) SE ENCARREGA DE DIMINUIR ESSA TENSÃO “CORTANDO” OS NÓS E “REMENDANDO” OS FRAGMENTOS DO DNA.
A FITA QUE POSSUI SEQUÊNCIA 3’ – 5’ APRESENTARÁ SÍNTESE CONTÍNUA, UMA VEZ QUE A DNA POLIMERASE APENAS CONSEGUE SE DESLOCAR NO SENTIDO 5’ – 3’ (OU SEJA, COMPLEMENTAR AO SENTIDO DESSA FITA) . A OUTRA FITA, DE SENTIDO 5’ – 3’ APRESENTARÁ SINTESE DESCONTÍNUA, POIS A DNA POLIMERASE NÃO SE DESLOCA NO SENTIDO 3’ – 5’. NA FITA DE SINTESE CONTÍNUA (TAMBÉM CHAMADA DE FITA LEADING), A REPLICAÇÃO ACONTECE NO MESMO SENTIDO DA “FORQUILHA DE REPLICAÇÃO”. NA FITA DE SINTESE DESCONTÍNUA (FITA LAGGING), A REPLICAÇÃO OCORRE NO SENTIDO OPOSTO.
PARA QUE ELA OCORRA, É PRECISO UM PRÍMER DE RNA CONTENDO UMA HIDROXILA NA POSIÇÃO 3’, PARA QUE OS NUCLEOTÍDEOS SOLTOS CONSIGAM SE PAREAR. QUEM OFERECE ESSE PRÍMER É A ENZIMA PRIMASE. OS FRAGMENTOS SINTETIZADOS DE FORMA DESCONTÍNUA PASSAM A SER CHAMADOS DE FRAGMENTOS DE OKAZAKI. ESSES FRAGMENTOS PRECISAM SER UNIDOS E O PRIMER DE RNA, REMOVIDO – FUNÇÕES DESEMPENHADAS PELA ENZIMA LIGASE.
*ENCURTAMENTO DE UMA DAS FITAS CONFORME OCORRE A REMOÇÃO DOS PRÍMERS DE RNA > ENCURTAMENTO DOS TELOMEROS (LIGADO A ENVELHECIMENTO CELULAR).
 ENZIMA TELOMERASE POSSUI UMA SEQÜÊNCIA INTERNA CAPAZ DE “ESTICAR” OS TELÔMEROS E REVERTER ESSE PROCESSO (ENCURTAMENTO PODE INTERFERIR NA EXPRESSÃO DE ALGUNS GENES).
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A replicação semi-conservativa do DNA exige que duas cadeias polinucleotídicas que formam a hélice do DNA se separem, de modo a expor as bases que irão orientar o emparelhamento dos nucleotídeos para formação das novas cadeias complementares às cadeias moldes.
A separação de duas cadeias da hélice do DNA ocorre à medida que as novas cadeias vão sendo sintetizadas. A região de separação das cadeias tem a forma de uma letra Y e é denominada forquilha de replicação.
A síntese semidescontínua do DNA
Os experimentos mostraram que ambas as cadeias filhas são sintetizadas na forquilha de replicação por um complexo de enzimas que inclui a polimerase III do DNA. Como, no entanto, as duas cadeias moldes são antiparalelas, em uma delas a síntese da cadeia complementar ocorre no sentido 5´ => 3´, mas na outra cadeia essa síntese teria que se dar no sentido inverso, ou seja, 3´ => 5´. No entanto, as duas cadeias são sintetizadas pela polimerase III do DNA, que só catalisa o crescimento da cadeia no sentido 5´ => 3´.
A explicação para esse paradoxo é que, na forquilha de replicação, uma das cadeias é sintetizada continuamente por uma polimerase que se move no mesmo sentido do deslocamento da forquilha. Já a cadeia com polaridade inversa é sintetizada no sentido inverso ao do deslocamento da forquilha de replicação, portanto, também no sentido 5´ => 3´. Isso é possível porque, nesse último caso, a polimerase sintetiza segmentos polinucleotídicos curtos, que são, posteriormente, unidos para formar a nova cadeia contínua.
Na figura abaixo podemos ver as duas cadeias sendo sintetizadas no sentido 5´ => 3´.
Figura 1 - Replicação do DNA. Ambas as cadeias são sintetizadas no sentido 5´ => 3´. A cadeia leading é sintetizada continuamente, enquanto a cadeia lagging é sintetizada descontinuamente.
A cadeia que cresce no mesmo sentido que o deslocamento da forquilha de replicação, e cuja síntese ocorre continuamente, é chamada de cadeia leading, conforme pode ser visto na figura 1 acima.
A cadeia que cresce no sentido oposto ao deslocamento da forquilha de replicação, e cuja síntese ocorre descontinuamente, é chamada de cadeia lagging.
Esse modo de replicação do DNA, em que uma das cadeias é sintetizada continuamente e a outra, descontinuamente, é chamado de síntese semidescontínua. Costuma-se dizer também que a síntese do DNA na forquilha de replicação é assimétrica, pois em uma das cadeias (cadeia leading) ela ocorre continuamente, enquanto que na outra (cadeia lagging) ela ocorre de modo descontínuo, em fragmentos. Esses fragmentos são denominados fragmentos de Okazaki e podem ser vistos na figura 1 acima.