Replicação DNA(1)

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11/10/2013 
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA 
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS, AMBIENTAIS E BIOLÓGICAS 
CCA 480 – BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR 
REPLICAÇÃO DO DNA 
Docente: Eliana Maria Rocha Sousa 
Duplicação do DNA  Replicação 
Células filhas herdam as mesmas informações genéticas. 
Célula que se divide passa por duas etapas, interfase e mitose. 
Interfase três períodos = G1, S e G2 
PAREAMENTO DAS BASES POSSIBILITA A REPLICAÇÃO 
• Fita de DNA sequência de nucleotídeos completar aos nucleotídeos 
da outra fita. 
 
• Cada fita atua como molde para síntese de uma fita complementar. 
 
- Fita S e S’ 
- Grupo de proteínas que formam a maquinaria de replicação 
PAREAMENTO DAS BASES POSSIBILITA A REPLICAÇÃO 
• Cada fita de DNA original atua como molde 
para uma nova fita. 
 
 
 
 
• Cada uma das hélices filhas de DNA é 
formada por uma fita original. 
 
 
 
 
 
 
• Modo semiconservativo 
PAREAMENTO DAS BASES POSSIBILITA A REPLICAÇÃO 
• Inicio da replicação: 
- Proteínas iniciadoras se ligam ao DNA - (helicase) 
- Provoca a abertura das fitas, quebra das pontes de hidrogênio. 
 
• Local da abertura das fitas = origem de replicação: 
- Sequência específica de nucleotídeos. 
- Geralmente A-T, menos ponte de hidrogênio, separação mais fácil. 
 
• Genoma bacteriano apenas uma origem de replicação 
 
• Genoma humano diversas origens de replicação: 
- Ajuda a aumentar a velocidade da replicação. 
Proteína iniciadora e 
abertura da hélice 
Recrutamento de 
proteínas que atuam 
na replicação 
Maquinaria protéica, 
cada membro uma 
função 
PAREAMENTO DAS BASES POSSIBILITA A REPLICAÇÃO 
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NOVO DNA E FORQUILHAS DE REPLICAÇÃO 
• Forquilhas de replicação - ocorre a síntese do novo DNA. 
 
 
 
• Duas forquilhas formadas na origem de replicação. 
 
 
 
• Separação das fitas do DNA a medida que se afastam em direções 
opostas (replicação bidirecional). 
 
 
 
• Velocidade de deslocamento da forquilha: 
 
- Bactérias, 1.000 pares de nucleotídeos por segundos 
 
- Humanos 100 pares de nucleotídeos por segundos 
 
- Cromatina 
NOVO DNA E FORQUILHAS DE REPLICAÇÃO 
NOVO DNA E FORQUILHAS DE REPLICAÇÃO 
• Atuação da enzima DNA polimerase 
 
 
• Síntese de uma nova fita a partir de uma fita de DNA molde 
 
 
• Adição de nucleotídeos na extremidade 3’ 
 
 
• Não se dissocia do DNA depois que adiciona o nucleotídeo 
 
 
• Proteína atua para fixar a DNA polimerase no DNA 
Nucleotídeos entra no 
processo como nucleosídeos – 
trifosfato ricos em energia; 
Nucleosídeos – trifosfato 
fornece energia para reação 
de polimerização; 
Hidrólise de uma ligação 
fosfoanidrido fornece 
energia; 
Ligação do monômero a 
cadeia, direção 5’- 3’. 
A FORQUILHA DE REPLICAÇÃO É ASSIMÉTRICA 
• Fitas da dupla hélice e direção opostas, 5’-3’ e 3’-5’ 
 
• Forquilha fitas novas sintetizadas em direções opostas – forquilha 
assimétrica 
• DNA polimerase adição de subunidades apenas na extremidade 3’: 
 
- Não existe DNA polimerase que adicione subunidade na extremidade 5’. 
 
- Uma das novas fitas segue a direção continua na síntese,5’ – 3’. 
 
- Outra fita, manobra de “costurar para trás”, síntese de modo descontínuo, 
formação dos fragmentos de Okazaki, unidos posteriormente. 
A FORQUILHA DE REPLICAÇÃO É ASSIMÉTRICA 
Procariontes e eucariontes 
• DNA sintetizado de modo contínuo – fita-líder 
• DNA sintetizado de modo descontínuo – fita 
retardada. 
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DNA POLIMERASE É AUTOCORRETIVA 
• DNA polimerase é precisa 
 
• Erro apenas a cada 107 pares de nucleotídeos copiados. 
 
• Pareamento incorreto como C-A e G-T 
 
- Menos frequente 
- O acúmulo de erros no DNA pode matar a célula. 
 
• Morte celular pode ser evitada: 
 
- DNA polimerase pode corrigir seus próprios erros (mecanismo de verificação dos 
erros). 
- Antes da adição de um novo nucleotídeo a DNA polimerase verifica o nucleotídeo 
inserido anteriormente. 
- Sim, polimerase adiciona novo nucleotídeo 
- Não, remove o nucleotídeo mal pareado (quebra de ligação) e adiciona novamente. 
Erros não corrigidos ocasionam mutações. Mutação pode 
ocorrer devido a modificação em um único par de nucleotídeo. 
Grandes consequências para o organismo. 
RNA ATUAM COMO INICIADORES NA SÍNTESE DE DNA 
• DNA polimerase não pode iniciar uma fita completamente nova de 
DNA. 
 
• DNA polimerase adiciona o novo nucleotídeo a nucleotídeos já 
pareados na fita molde. 
 
- Dependente de enzimas iniciadoras 
 
• Primase (enzima iniciadora) 
 
- Ligação dos primeiro nucleotídeos com a fita molde. 
- Primeiros nucleotídeos (aproximadamente 10) – RNA 
- RNA pareado com a fita molde fornece a extremidade 3’ para DNA polimerase. 
Primase 
Sintetiza o iniciador 
RNA 
Atua como iniciador (primer) 
RNA ATUAM COMO INICIADORES NA SÍNTESE DE DNA 
• Fita – líder: 
- Apenas um iniciador 
- Fita contínua 
- Extremidade 3’ pareada é continuamente 
apresentada à DNA polimerase 
 
 
 
 
• Fita retardada: 
- Iniciadores são continuamente necessários 
- Fita descontínua 
- Novo iniciador de RNA em cada intervalo 
- Enzimas necessárias - nuclease, polimerase 
de reparo e DNA ligase. 
Enzimas atuam na remoção do iniciador, substituição por DNA e união dos fragmentos. 
Nuclase- degrada o 
iniciador de RNA 
Polimerase de reparo – 
substitui o RNA por DNA 
usando os fragmentos de 
Okazaki como 
iniciadores. 
DNA ligase – une a 
extremidade 5’ fosfato de 
um fragmento de DNA à 
extremidade 3’-OH do 
próximo. 
MÁQUINA DE REPLICAÇÃO DE DNA 
1- Helicase – ATP energia disponível para se deslocar nas fitas e separar 
a dupla hélice. 
 
 
2- Proteína de ligação a fita simples – fixação na fita de DNA exposta na 
hélice, temporariamente interrompe a reformação de pares de base. 
 
 
3- Grampo deslizante – mantém a DNA polimerase firmemente ligada 
em cada fita. 
 
- Fita retardada: grampo libera DNA polimerase depois da formação de cada 
fragmento de Okazaki. 
 
 
4- DNA polimerase – síntese da nova fita de DNA 
Incerteza em relação a participação da DNA-nuclease, 
polimerase de reparo e ligase na máquina de replicação. 
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MÁQUINA DE REPLICAÇÃO DE DNA 
TELOMERASE 
• Replicação das extremidades lineares dos cromossomos eucariontes 
 
 
• Fita retardada e os fragmentos descontínuos 
 
 
• No final da replicação existe dificuldade para colocar o primer 
 
 
• Sequências repetidas de DNA telomérico, atraem a telomerase 
 
 
• Telomerase adiciona as cópias das mesmas sequencias repetidas de 
DNA 
- Formação do molde que permite terminar a replicação da fita retardada 
- Primer pode ser fixado 
TELOMERASE