Replicação DNA

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Replicação do DNA
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Replicação do DNA
Todos os organismos devem duplicar o seu DNA com extrema precisão antes de cada divisão celular;
Mecanismos básicos de replicação:
Separação das cadeias de DNA	
Cópia de cada cadeia que serve como molde	
Síntese da nova cadeia complementar
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Replicação semi-conservativa
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Existem origens de replicação
Se a replicação começasse por um extremo da molécula de DNA e terminasse em outro, estima-se que seria necessário 1 mês para o cromossomo humano se replicar;
No genoma procarioto existem uma origem de replicação; já em células eucariontes existem múltiplas origens de replicação.
Em um cromossomo médio existem, pelo menos 200 origens de replicação;
Unidades de replicação (replicons): início da replicação em várias origens ao longo do genoma.
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Replicação é bidirecional
Uma vez iniciada a replicação em cada ponto da origem ela se propaga para os dois lados da molécula de DNA até encontrar replicons vizinhos
Replicação bidirecional envolve duas forquilhas de replicação que se locomovem em direções opostas.
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Replicação é semidescontínua
A polimerização dos desoxirribonucleotídeos na síntese do DNA acontece somente na direção 5’ 3’;
Porém, as duas fitas são antiparalelas.... logo, como ambas as fitas podem ser sintetizadas simultaneamente???
A cópia da cadeia parental 3’ 5’ pode ser sintetizada continuamente. Essa cadeia filha que avança na direção 5’ 3’ recebe o nome de cadeia líder ou cadeia contínua;
A cadeia parental 5’ 3’ deve ser copiada de forma descontínua, a qual recebe o nome de cadeia retardatária, ou cadeia descontínua.
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Replicação é semidescontínua
Os fragmentos da cadeia descontínua recebem o nome de fragmentos de Okazaki;
São cadeias curtas:
Procariontes: 1000-2000pb;
Eucariontes: 200-300pb.
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Origens de replicação
Locais com sequência específica fácil de separar
Ligam proteínas iniciadoras
Quando acionadas, essas proteínas permitem o início da replicação
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Origens de replicação
Tendem a ser ativadas em grupo, formando unidades de replicação.
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Replicação
DNA Polimerase 
Sentido 5’ → 3’
Nucleotídeos 3P são adicionados
Liberação de Pirofosfato
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Micrografia, bolha de replicação
Forquilhas de replicação
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Forquilha de Replicação
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Primase
Sintetiza um primer de RNA contendo aproximadamente 11 bases; fornece 3’ OH
DNA-polimerase adiciona os nucleotídeos iniciais na origem de replicação dos pequenos fragmentos de Okazaki;
 
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Replicação das fitas
Fita líder
Primase age uma vez
Fita retardada
Primase age várias vezes
Fragmentos de Okasaki
 
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Direções de replicação na Forquilha
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Desenovelamento do DNA
Proteínas de ligação a fita simples (SSPs)
DNA helicase
Quebra pontes de H
DNA topoisomerases
- Relaxam o estresse contorcional imposto pelo desenrolamento;
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Forquilha de replicação
Polaridade da síntese define fitas líder e retardada (descontínua)
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DNA polimerase
Enzimas que catalisam a reação de síntese do DNA.
Adiciona nucleotídeos tri-fosfato à extremidades 3’OH livre.
Alongamento da cadeia de DNA sempre é feito na direção 5’-3’.
Incapaz de fazer DNA do zero (precisa ter extremidade 3’OH livre).
Possui mecanismo de correção de erros (exonuclease 3’-5’)
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DNA-polimerases - Procariotos
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DNA-polimerases - Eucariotos
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DNA Replication
DNA Pol precisa de um molde inicial
Primase: gera um molde de RNA complementar
A DNA Pol III agora é capaz de adicionar bases à extremidade 3’OH
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Eliminação dos fragmentos de Okasaki
DNA Pol I
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Mecanismo da enzima Ligase
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Visão geral
Repare na posição do primer de RNA
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Reparo pela Polimerase
Mecanismo de verificação (Proof-reading)
DNA-polimerase possui
Uma atividade de polimerização 5’→ 3’
Uma atividade de exonuclease 3’→ 5’
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Reparo pela Polimerase
Mecanismo de verificação (Proof-reading)
DNA-polimerase possui
Uma atividade de polimerização 5’→ 3’
Uma atividade de exonuclease 3’→ 5’
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DNA Repair
Checagem de pareamento incorreto (eucariotos)
Proteínas especiais para reparo do erro
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E as extremidades dos cromossomos?
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Ciclo celular
A replicação do DNA é regulada temporalmente
Fase S do ciclo celular
Ciclinas
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Conclusões
Replicação semi-conservativa
Bolha de replicação avança em duas direções
Fita líder e fita retardada
Helicases e topoisomerases desenrolam o DNA
Primase faz o primer
DNA polimerase III, DNA polimerase I
DNA ligase
Telomerase
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