DNA POLIMERASE - BIOQUÍMICA - Enzima, atividade enzimática, regulação, cofator, etc

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FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO DO SUL 
VITÓRIA LUIZA DAMASCENO 
DNA POLIMERASE NO CICLO CELULAR
 
TRÊS LAGOAS/MS
2018
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO...............................................................................................................3
DNA POLIMERASE...........................................................................................4
LOCALIZAÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA.......................................4
REAÇÃO CATALISADA..................................................................................4
COFATOR...........................................................................................................4
DNA POLIMERASE É UMA ENZIMA ALOSTÉRICA...............................5
UM DOS MECANISMOS DE REGULAÇÃO................................................5
IMPORTÂNCIA PARA O ORGANISMO.......................................................6
BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................7
INTRODUÇÃO 
Uma enzima é uma proteína que catalisa as reações bioquímicas do metabolismo. As enzimas atuam sobre as moléculas conhecidas como substratos e permitem o desenvolvimento dos diversos processos celulares.
A DNA Polimerase é uma importante enzima que catalisa a ligação de nucleotídeos que leva a formação da cadeia de DNA e a sua importancia para o ciclo celular é crucial, pois cada vez que a célula se divide, no que pode ser por meiose ou mitose, são necessárias polimerases de DNA para ajudar a duplicar o DNA da célula, de modo em que uma cópia da molécula de DNA original possa ser passada para célula filha. Assim, a informação genética e transmitida de geração em geração. 
Para acontecer a replicação do material genético, uma outra enzima chamada helicase desenrola a molécula de DNA da sua forma original, isso “descompacta” o DNA da sua forma original de cadeia dupla, no sentido 5’3’, para dar duas fitas simples de DNA que serão usadas como modelo para a replicação.
Esse processo pode ser chamado também de duplicação semiconservativa, porque cada molécula-filha conservou, ao final da duplicação, uma das fitas, portanto, a metade da molécula-mãe.
DNA POLIMERASE 
Catalisa o ataque nucleofílico da OH 3’ ao dNTP livre;
Dirige a termodinâmica da reação;
Cadeias de DNA são alongadas somente no sentido 5’- 3’;
Dependente de primers;
Fornece uma OH 3’ confiável para o início da replicação e isso reduz possíveis erros na síntese;
LOCALIZAÇÃO DA REAÇÃO ENZIMÁTICA
A replicação do DNA acontece no núcleo, frequentemente a DNA Polimerase é mostrada se movendo ao longo do molde de  DNA. 
Porém algumas técnicas mais precisas mostram que a replicação do núcleo da  célula eucariótica ocorre em um número limitado de sítios fixos (fábricas de  replicação), ou seja, a DNA polimerase é fixa e dela é expelido o DNA recém-duplicado.
REAÇÃO CATALISADA
A DNA – polimerase utiliza um único sítio ativo para catalisar a síntese do DNA. O pareamento correto das bases é necessário para que a DNA-polimerase catalise a adição do nucleotídeo. 
Ambas as fitas do DNA são sintetizadas juntas na forquilha de replicação, com orientação antiparalela. Durante o processo de replicação, as pontes de hidrogênio são catalizadas e os nucleosídeos livres unem-se a elas, respeitando sempre a regra do emparelhamento: Adenina-Timina, Citosina-Guanina.
À medida que se encaixam nas cadeias do DNA, vão formando duas novas cadeias, obedecendo a regra da replicação semi-conservativa.
COFATOR
Muitas enzimas só são ativas quando ligadas a moléculas não proteicas coadjuvantes conhecidas como cofatores.
Estas moléculas podem estar ligadas às enzimas temporariamente por ligações iônicas ou de hidrogênio, ou ligadas permanentemente através de ligações covalentes mais fortes. Os cofatores mais comuns incluem íons inorgânicos como o ferro e magnésio. Por exemplo, a enzima que constrói as moléculas de DNA, a DNA polimerase, requer íons de magnésio para funcionar, o zinco também participa de vários sistemas enzimáticos como cofator da RNA e DNA polimerases.
DNA POLIMERASE É UMA ENZIMA ALOSTÉRICA 
Regulação alostérica, em termos gerais, é qualquer forma de regulação em que a molécula reguladora (um ativador ou inibidor) se liga a uma enzima em algum lugar diferente do sítio ativo. O lugar onde o regulador se liga é chamado de sítio alostérico.
No entanto, algumas enzimas que são reguladas de forma alostérica apresentam um conjunto de propriedades únicas que as distinguem. Estas enzimas, que incluem alguns dos nossos principais reguladores metabólicos, muitas vezes recebem o nome de enzimas alostéricas.
As enzimas reguladas por modificações não-covalentes são chamadas de alostéricas. Elas contêm uma região separada daquela em que se liga o substrato, na qual pequenas moléculas regulatórias (efetores) podem ligar-se e modificar a atividade catalítica destas enzimas. Ao ligar-se à enzima, o efetor alostérico pode aumentar (efetor positivo) ou diminuir (efetor negativo) a atividade catalítica, através de modificações no sítio catalítico. 
Elas são encontradas em quase todas as vias metabólicas e geralmente está catalisando uma reação irreversível localizada no início da via. Quanto à sua estrutura, são oligoméricas ou seja compostas de varias cadeias polipeptídicas, cada uma com um sítio ativo. A ligação do substrato ao sítio ativo de uma das subunidades afeta a conformaçãodas demais, facilitando a ligação dos demais substratos a sítios ativos.
UM DOS MECANISMO DE REGULAÇÃO 
Um dos mecanismos de regulação da DNA polimerase durante a replicação é a DNA Polimerase III, que é uma cinta deslizando que por si só apresenta uma baixa afinidade pela fita simples e é capaz de fazer a síntese de pequenos trechos do DNA. 
É uma proteína móvel que age como uma “cinta reguladora” chamada de grampos deslizantes que “prende” a DNA Polimerase na fita de DNA molde, que como consequência aumenta a eficiência da polimerização. Ela libera a DNA Polimerase quando encontra a fita dupla de DNA
A subunidade beta da DNApol III é chamada dímero e forma um anel em torno no DNA.
IMPORTÂNCIA PARA O ORGANISMO 
A replicação da molécula de DNA, é um fenômeno genético que assegura a autoduplicação das informações contidas nos cromossomos, especificamente nos genes. 
O processo de replicação dos cromossomos ocorre durante a fase “S” da interfase que é a fase do ciclo celular, que prepara a célula para entrar em divisão, sendo necessário para a manutenção orgânica do indivíduo, como o desenvolvimento do organismo, reposição dos tecidos lesionados, regeneração e bem como a propagação hereditária das características genéticas que acaba propiciando a formação dos gametas que contém as informações genéticas da espécie.
Por meio da replicação podemos entender como nós, seres humanos, fomos formados a partir de sucessivas divisões de uma célula, fruto da fecundação de um ovócito pelo gameta masculino, o espermatozóide, originando o zigoto, passando por intensa multiplicação até resultar em um organismo tão complexo, um novo ser humano. 
BIBLIOGRAFIA 
http://graduacao.iqsc.usp.br/files/Aula02_BioqII-Qui_DNARecRepliRepa1.pdf
http://www2.bioqmed.ufrj.br/prosdocimi/courses/bioquimica/Aula_7_ReplicacaoDoDNA.pdf
https://www.infoescola.com/genetica/replicacao/
https://pt.khanacademy.org/science/biology/energy-and-enzymes/enzyme-regulation/a/enzyme-regulation
https://enzyme.expasy.org/cgi-bin/enzyme/enzyme-search-ec
http://www.ciclocelular.com.br
Princípios de Bioquímica de Lehninger (6° Edição) - Livro por Albert Lehninger e David L. Nelson
Biologia Molecular do Gene - 7ª Ed. 2015 - Watson,James D. / Baker,Tania A. / Bell,Stephen P.