Replicao da molcula de DNA

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REPLICAÇÃO DA MOLÉCULA DE DNAA duplicação da informação genética e a transmissão da informação de geração para geração garante a continuidade genética das espéciesA replicação do DNA precede a divisãocelular, durante a fase S (síntese) do ciclo celular 
Depende da regra de complementação entre as bases nitrogenadas e de interações específicas entre proteínas e sequências específicas na moléculaOs dois filamentos de separam expondo as bases em cada filamento, as quais atuam como um molde para a síntese de um novo filamento para formar uma dupla hélice idêntica à originalA replicação é chamada de semiconservativa porque cada dupla hélice filha contém um filamento original e um recém-sintetizado REPLICAÇÃO
A replicação começa a partir de sequências específicas de nucleotídeos (origem de replicação)No processo de replicação de DNA, o desenrolamento da dúplex original é realizado por proteínas helicases, as quais quebram as pontes de hidrogênio entre as bases pareadas e deselicoidiza a dupla hélice à frente da enzima DNA polimerase que avançaOs filamentos únicos de DNA criados são impedidos de se ligarem, por meio de proteínas de ligação unifilamentares
O desenrolamento local da dúplex produz tensão torcional, levando à formação de super-hélices, as quais são removidas por enzimas topoisomerasesA ação dessas proteínas produz uma região em movimento altamente especializada chamada de forquilha de replicação, onde a enzima DNA polimerase III realiza a adição de nucleotídeos na direção 5’ para 3’
DNA replicado DNA ParentalForquilha de replicação
Cadeias são montadas a partir de desoxirribonucleotídeos 5’-trifosfatosNucleotídeos são adicionados à extremidade 3´ OH de uma cadeia de nucleotídeos em crescimento
Filamento em formação com extremidade 3’-OH livreChega nucleotídeo com 5’-trifosfato
Difosfato liberado quando nucleotídeo é adicionado à cadeiaA síntese é dirigida pela energia disponível nos trifosfatos Um pirofosfato (PPi) é liberado quando o nucleotídeo é adicionado à cadeia 
As DNA polimerases necessitam de um curto segmento (primer) para começar o crescimento da cadeiaPequenos primers de RNA complementares às fitas-molde desenroladas são formados* Os primers são sintetizados por meio de um grupo de proteínas, dos quais um componente central é a enzima primaseA partir de um primer com suas bases pareadas à fita molde, a DNA polimerase adiciona nucleotídeos ao grupamento hidroxila livre na extremidade 3’ do primer
Os nucleotídeos somente podem ser adicionados às novas fitas em crescimento na direção 5’ 3’A síntese de uma fita-filha, chamada fita líder de síntese contínua (leading strand), prossegue continuamente a partir de um único primer de RNA na diração 5’ 3’, a mesma direção da forquilha de crescimento* Após a formação de primer inicial, a adição contínua pode utilizar o filamento de DNA crescente como um primer
A síntese neste outro molde ocorre nas extremidades 3´em crescimento, porém em pequenos trechos no sentido 5´ 3´, e de forma fragmentada (fragmentos de Okazaki) * Cada fragmento de Okazaki precisa de seu próprio primer* Pequenos primers adicionais de RNA são produzidos a cada 1000 bases aproximadamente na fita parental, conforme a fita é exposta pelo desenrolamento
Como o crescimento da outra fita-filha, chamada fita lenta (lagging strand) também deve ocorrer na direção 5’ 3’, a cópia de sua fita molde deve ocorrer na direção oposta ao movimento da forquilha de crescimento
Fita líderFragmento de OkazakiDireção do movimento da forquilha de replicaçãoFita lenta
5’ 5’5’5’3’ 3’ 3’
3’ 5’3’
O primer de RNA de cada fragmento de Okasaki é removido e substituído por uma cadeia de DNA nascida a partir do fragmento de Okazaki vizinhoA remoção dos primers de RNA e o preenchimento com DNA dos vazios deixados por essa remoção são realizados por uma DNA polimerase I (pol I) (atividade exonuclease) Contribuem para a fidelidade da replicação do DNAGeometria do pareamento de basesAtividade revisora da PolI
Depois que a pol I fez o seu trabalho, uma enzima chamada DNA ligase une a extremidade 3´do DNA que está preenchendo os vazios à extremidade 5´do fragmento de Okazaki a jusante Fita lenta
A síntese avança de maneira bidirecional, com duas forquilhas movendo-se em sentidos opostosO processo de replicação continua até que toda a molécula de DNA seja replicada As novas duplas hélices são separadas uma da outra, resultando duas moléculas filhas idênticas de DNA No cromossomo eucariótico, estas réplicas são chamadas cromátides irmãs, que assumem sua identidade, de cromossomo genuíno, após a divisão celular
Replicação de DNA linear
Novas cadeias de DNAExtensão de repliconsFormação de repliconsNovo DNA
DNA dupla hélice
Replicação eucariótica em Microscopia eletrônica
Origens de replicação
Replicação eucariótica inicia em diversos sítios
Replicação de DNA circularDNA dupla hélice
Replicação procariótica inicia em um único sítioReplicação de DNA em cromossomo bacteriano Novo DNA Replicação procariótica em E. coli Novo DNA 
RepliconUnidade do DNA onde está ocorrendo um evento dereplicaçãoOrigem + TérminoAtivados apenas uma única vez em cada ciclocelular
O genoma de uma célula procariótica possui um únicoreplicon
A velocidade da forquilha de replicação bacteriana é 50.000 pb/minUma única origem de replicação em E.coli (OriC, 245 pb)
O genoma eucariótico possui vários replicons
A velocidade da forquilha de replicação eucariótica é 2.000 pb/minOs replicons eucarióticos tem 40-100 kb e são iniciados em tempos diferentesFase S do ciclo celular demora aproximadamente 6h em uma célula somática
A DNA-polimerase III é multimérica, formada por mais de 10 cadeias, com uma simetria diméricaFita na qual ocorre a síntese contínua6 sub-unidades 6 sub-unidadesAs sub-unidades τ mantêm a estrutura dimérica
Fita na qual ocorre a síntese descontínua
As sub-unidades Beta da DNA-polimerase III envolvem a dupla héliceformada durante a replicação