Controle de Qualidade na replicação do DNA

Prévia do material em texto

PONTOS DE CONTROLE DE 
QUALIDADE NA REPLICAÇÃO DO DNA
Alex Medeiros, Guilherme Machado, Karina Campaner, Leandro Panhan
SQM0416 - Bioquímica II
Prof. Drº Júlio Borges
ROTEIRO
• Dogma Central da Biologia;
• Ciclo Celular;
• Síntese de DNA;
• Estágios da replicação:
– Iniciação;
– Alongamento;
– Terminação.
• Reparo de erros de pareamento;
• Conclusão;
• Referências bibliográficas.
2
DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA
DNA RNA PROTEÍNAS
REPLICAÇÃO
TRANSCRIÇÃO TRADUÇÃO
3
CICLO CELULAR
• A replicação ocorre em uma fase especifica.
FASE G1
Transcrição RNA e 
síntese de proteínas
FASE S
Replicação do 
DNA
FASE M
Divisão celular
FASE G2
Transcrição RNA e 
síntese de proteínas
4
• Semiconservativo;
• Origens de replicação:
– Região rica em pares de A-T;
– Iniciada nas Forquilhas de Replicação;
– Bidirecional.
SÍNTESE DE DNA
5
REPLICAÇÃO DO DNA
• Iniciação;
• Alongamento;
• Terminação.
6
REPLICAÇÃO DO DNA
INICIAÇÃO
Proteínas Participantes
• Topoisomerase;
• Helicase;
• Primase;
• SSB.
7
REPLICAÇÃO DO DNA
INICIAÇÃO
8
Mecanismo catalítico da reação de polimerização.
REPLICAÇÃO DO DNA
ALONGAMENTO
9
• A DNA-polimerase III só pode catalisar o
crescimento da cadeia de DNA no sentido 5’-
3’ em ambas fitas;
• Uma fita é sintetizada de forma contínua
(Fita líder) e outra descontínua;
• A segunda fita é produzida em fragmentos
de DNA (Fragmentos de Okazaki).
REPLICAÇÃO DO DNA
ALONGAMENTO
10
REPLICAÇÃO DO DNA
ALONGAMENTO
11
• DNA-polimerase I;
• Seleção das bases nitrogenadas: A-T e G-C;
• Dependente da geometria dos pares.
REPLICAÇÃO DO DNA
ALONGAMENTO
Ponto de controle
de qualidade
12
• Atividade de polimerização (troca dos primers
por DNA).
• Atividade exonucleásica de edição (3’→5’);
Ponto de controle
de qualidade
REPLICAÇÃO DO DNA
ALONGAMENTO
13
• DNA-ligase;
• Atua na formação da ligação entre os 
segmentos de DNA.
REPLICAÇÃO DO DNA
ALONGAMENTO
14
• Na E. coli encontram sequências de 20 pb
denominadas Ter na região de terminação;
• Sítios para ligação com a proteína Tus
(substância de utilização do término);
• Complexo Tus-Ter bloqueia forquilha;
• Os pares finais são replicados por um
mecanismo desconhecido;
• Separação dos círculos concatenados requer a
toposimerase IV.
REPLICAÇÃO DO DNA
TERMINAÇÃO
15
REPLICAÇÃO DO DNA
TERMINAÇÃO
16
• Correção dos raros despareamentos na replicação da
E. coli melhora a fidelidade global da replicação por
um fator adicional de 100 a 1000;
• Envolve aproximadamente 12 componentes proteicos
tanto na discriminação das fitas quanto no próprio
reparo;
• Distinção das fitas de DNA: DNA parental (base
correta) e fita-filha (base normal e incorreta);
• A passagem da forquilha de replicação ocasiona uma
breve metilação da fita parental.
• Dam-metilases realizam a discriminação das fitas por
meio da metilação;
• Palíndromos GATC permanecem semimetilados até a
Dam-metilase metilar a fita-filha;
• A metilação ocorre na posição N6 de todas as
adeninas (A) em sequências (5’) GATC;
REPARO DE ERROS DE PAREAMENTO
Ponto de controle
de qualidade 17
• Formação de um complexo homodímero pelas
proteínas MutS e MutL com os pares de bases
despareados;
• Encontro do complexo MutS-MutL com o
palíndromo GATC semimetilado, recruta a
proteína MutH;
• Deslocamento através do DNA em ambas direções
com a formação de uma alça no DNA;
• Translado por meio da ATPase da MutS;
• MutH possui atividade endonuclease sítio-
específica que é ativada diante de uma sequência
GATC semimetilada;
REPARO DE ERROS DE PAREAMENTO
18
REPARO DE ERROS DE PAREAMENTO
• MutH cliva a fita não-metilada no
lado 5’ de G no GATC, ocasionando a
marcação para o reparo;
• Combinação da ação do complexo
com uma DNA-helicase II e uma
exonuclease específica;
• Separação e degradação das fitas de
DNA cortadas até além do
malpareamento;
• A lacuna é preenchida pela DNA
polimerase III;
• A DNA ligase volta a unir os
fragmentos;
• Restabelecimento da ordem
(correção) no empareamento da
sequência de pb no DNA.
19
CONCLUSÃO
• A replicação é semiconservativa, ocorre em
três estágios, tem origem de replicação e
bidirecional;
• O DNA sintetizado na direção 5’3’ pelas
DNA-polimerases;
• Os pontos de controle de qualidade:
– Seleção das bases nitrogenadas;
– Atividade exonucleásica 3’5’;
– Repara erros de pareamento após a replicação.
20
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
LEHNINGER, A. L.; NELSON, K. Y. Princípios de Bioquímica. Coordenação da
tradução: Fabiana Horn; revisão técnica: Carla Dalmaz, Sandra Estrazulas
Farias. – 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2011.
VOET, Donald; VOET, Judith G. Bioquímica. 4. ed. Porto Alegre, Artmed, 2013.
21
AGRADECEMOS PELA ATENÇÃO
OBRIGADO!
22
	PONTOS DE CONTROLE DE QUALIDADE NA REPLICAÇÃO DO DNA
	ROTEIRO
	DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA
	CICLO CELULAR
	SÍNTESE DE DNA
	REPLICAÇÃO DO DNA
	REPLICAÇÃO DO DNA�INICIAÇÃO
	Número do slide 8
	Número do slide 9
	Número do slide 10
	Número do slide 11
	Número do slide 12
	Número do slide 13
	Número do slide 14
	Número do slide 15
	Número do slide 16
	Número do slide 17
	Número do slide 18
	REPARO DE ERROS DE PAREAMENTO�
	CONCLUSÃO
	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
	AGRADECEMOS PELA ATENÇÃO