Aula replicação

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Caso motivador: Doença de Huntigton -
Expansão em trincas de DNA
� É um distúrbio cerebral genético degenerativo, autossômico
dominante.
� Filhos de pai ou mãe portadores têm 50% de chance de
Adquirir o gene defeituoso. Ocorrendo um defeito no braço
curto do cromossomo 4, no qual há o acúmulo anormal da
trinca CAG. Em indivíduos normais, a repetição ocorre entre
10 e 32 vezes em cada gene. A doença ocorre quando isso se
repete 38 vezes ou mais. Até 40 repetições, o individuo
apresentará início tardio e menos severo das doenças.
� O produto deste gene defeituoso é a HUNTINGTINA. A
agregação contínua das moléculas de huntingtina destrói as
células neuronais, especialmente aquelas do gânglio basal do
cérebro responsável pelo controle das funções motoras.
DNA
Duplicar
Dividir
Mas como dividir de maneira igual?
DNA
Compactado
Cromossomos
Evitar a perda de genes nas
divisões celulares
Compactação do DNA em cromossomos
Torção sucessivas do 
DNA para a direita
Solenóide
Vista frontalVista lateral
Nucleossomo “Colar de contas”
Octâmero de histonas
Cromossomo nesta forma = está duplicado
Gêmeos monozigóticos
� Gêmeos monozigóticas
(“idênticos”);
� se desenvolveram a partir
de um único ovócito
fertilizado.
� estágio inicial da clivagem,
o embrião dividiu-se em
duas massas de células;
� cada grupo de células deu
origem a um embrião
completo.
Eles são idênticos?
� “eles têm os mesmos genes”
� as réplicas de todos esses genes são exatamente iguais nos gêmeos idênticos?
� processo de replicação seja extraordinariamente acurado, não é à prova de 
falhas. 
Mas como o DNA se duplica antes da divisão?
Replicação Semi-Conservativa
Replicação Semi-Conservativa
Como ocorre a replicação?
Replicação em procariotos
Escherichia coli - Bactéria Apenas 1 cromossomo circular
Separação das bases Helicase = rompe ponte de H
Topoisomerase ou Girase = 
evita superhelicoidização
PLU ou SSB ou
proteínas A de
replicação
Replicação em procariotos
Iniciação
3’OH 
livre
RNA 
primase
Por quê são inseridos 
primers?
DNA polimerase necessita de OH
livre
Por este motivo a nova
fita cresce no sentido 5’-
3’ (novos nucleotídeos
sempre são colocados na
extremidade 3’)
Replicação em procariotos
Iniciação
Forquilha de 
replicação ou 
replicossomo
3’OH 
livre
RNA primase (Polimerase)
Replicação em procariotos
Primase (RNA 
polimerase)
Insere os 
nucleotídeos 
iniciadores
DNA polimerase III
Insere os nucleotídeos = faz a replicação do 
DNA
Elongação – sentido 5’- 3’
RNARNA
DNA polimerase
Faz elongação no sentido 5’-3’
Lê no sentido 3’-5’
Replicação
DNA 
polimerase 
lê no 
sentido 
3´- 5´
A fita 
5´-3´
não pode 
ser lida?
Filamento molde 5’-3’
Replicação descontínua
Inseridos pela 
Primase (RNA 
polimerase)
Fragmentos de Okazaki
III
Primossomo: Primase + 
Helicase
Replicação em procariotos
Alça de replicação do 
fragmento de Okazaki
Filamento molde 5’-3’
Replicação descontínua
Replicação em procariotos
DNA polimerase I, II, IV, V
Funções: Reparo 
Removem os primers de RNA
Inserem novos 
desoxinucleotídeos
Filamento molde 5’-3’
Replicação descontínua
Replicação em procariotos
DNA 
polimerase 
I, II, IV, V
Reparo
DNA ligase
Replicação em procariotos
E como ocorre a replicação do DNA em eucariotos?
Tipo da 
DNA 
polimerase
Função
α (Alfa) Insere primers dos fragmentos de 
Okazaki
β (Beta) Reparo do DNA
γ (Gama) Replicação do DNA mitocondrial
δ (Delta) Replicação do DNA nuclear e reparo
ε (Épsilon) Replicação da fita contínua, reparo do 
DNA
Mamíferos
Remoção dos primers 
= Ribonuclease H1 e 
FEN-1
Enzimas e suas funções
Replicação do DNA em eucariotos
Cromossomos
Várias origens de replicação por cromátide 
(cromátide = DNA compactado+proteínas)
Humanos têm aproximadamente 10.000 réplicons por 
cromossomo = pontos de replicação
Replicação do DNA em eucariotos
Lembrete: 
Isto é um esquema... A 
replicação ocorre com os 
cromossomos 
descondensados
Bolhas de replicação ao longo de um cromossomo eucariótico
DNA polimerase não consegue replicar o 
final do filamento descontínuo
Replicação do DNA em eucariotos
Por quê?
Replicação do DNA em eucariotos
Se não inserir 
primer não 
replica
Perde esta 
sequência????
Replicação do DNA em eucariotos
Telômeros Região que não
seria replicada!
Estutura dos cromossomos metafásicos
Telômeros
Sequência conservada 5´- TTAGGG – 3´
“grampo”
Enzima
telomerase
MECANISMO DE AÇÃO 
DAS TELOMERASES
Reconhece a sequência 
TTAGGG da fita 
descontínua
Enzima TELOMERASE
Evita a perda de genes
Qual a relevância disto?3’- AAUCCC- 5’
Replicação do DNA em eucariotos
Efetua a replicação desta região
Telomerase
Células somáticas
Tamanho do telômero 
diminui com a idade
Pouca atividade
Envelhecimento celular
Replicação do DNA em eucariotos
2009 Prêmio Nobel em Fisiologia e Medicina
Progeria = “envelhecimento prematuro”
1 em 4 milhões
Expectativa de vida = cerca de 15 anos
Envelhecem 5 a 10x mais rápido
Se a telomerase não atua com eficiência na fita descontínua das células 
somáticas 
perda de genes
Células cancerosas
TELOMERASE 
Tratamento 
Mais expressas que em células normais
Desenvolver inibidores da 
telomerase
Perda do 
telômero
Morte das células 
doentes
Células “imortais” 
Replicação do DNA em eucariotos
O que acontece quando o material genético não se replica corretamente???
Replicação Evitar erros
DNAs polimerase de 
reparo
Informações 
sobre o 
genótipo 
Transcritas e 
traduzidas
Fenótipo
Detalhes nas 
próximas aulas...
Exemplos
Referência Bibliográfica
GRIFFITHS, A.J.F.; WESSLER, S.R.; LEWONTIN, R.C.; CARROLL, S.B. 2008. Introdução
à Genética. 9ª Edição. Editora Guanabara Koogan S.A. Rio de Janeiro. 712 p.
SNUSTAD, P.; SIMMONS, M.J. 2008. Fundamentos de genética. . 4ª Edição. Editora
Guanabara. Koogan S. A. Rio de Janeiro. 922 p.
Síndrome Werner – a senescência começa 
na puberdade – morte na faixa dos 40 ano
Síndrome Hutchinson-Gilford – a 
senescência – começa imediatamente após 
o nascimento e a morte na adolescência
Progeria = “envelhecimento prematuro” 1 em 4 milhões
Expectativa de vida = cerca de 15 anos � Envelhecem 5 a 10x mais rápido
Correspondência entre 
o tamanho do telômero
e senescência celular é 
correlativa.
Doença de Huntigton
� Explique o mecanismo molecular que promove a
expansão das trincas nucleotídics