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DUPLICAÇÃO REVISÃO - VÍDEO - ESTRUTURA DO DNA REVISÃO: ESTRUTURA DO DNA ESTRUTURA PRIMÁRIA ESTRUTURA SECUNDÁRIA ESTRUTURA TERCIÁRIA LIGAÇÕES QUÍMICAS PONTES DE HIDROGÊNIO LIGAÇÃO FOSFODIÉSTER POLARIDADE INVERTIDA (FILAMENTOS ANTIPARALELOS) DUPLICAÇÃO DO DNA DUPLICAÇÃO - REPLICAÇÃO - SÍNTESE DE DNA PROCESSO DE PRODUÇÃO DE RÉPLICAS OU CÓPIAS POR QUE OCORRE O PROCESSO DE DUPLICAÇÃO DO DNA ? PROPRIEDADES DO DNA 1) CAPACIDADE DE GERAR NOVAS MOLÉCULAS DE DNA 2) CAPACIDADE DE GERAR PROTEÍNAS cada célula de um organismo possui essencialmente a mesma constituição genética o material genético precisa ser duplicado perfeitamente em cada divisão celular o material genético precisa ter um grande conteúdo de informações precisa codificar uma enorme quantidade de proteínas DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA fase de replicação do DNA MITOSE - prófase - metáfase - anáfase - telófase duas novas células idênticas à célula original duas novas moléculas de DNA idênticas à molécula original (núclelo de eucariontes) FASE S (síntese) (gap) (gap) NOVAS CÉLULAS PRECISAM DE MOLÉCULAS DE DNA IDÊNTICAS À MOLÉCULA DE DNA DA CÉLULA ORIGINAL DNA TEM QUE SER DUPLICADO ANTES DA DIVISÃO DA CÉLULA POR QUE OCORRE O PROCESSO DE DUPLICAÇÃO DO DNA ? ESTRUTURA CROMOSSÔMICA 1 MOLÉCULA DE DNA separação das cromátides irmãs COMO OCORRE O PROCESSO DE DUPLICAÇÃO DO DNA ? DUPLICAÇÃO SEMICONSERVATIVA cada nova molécula de DNA possui um filamento original e um filamento recém sintetizado 1 MOLÉCULA DE DNA 2 MOLÉCULAS “FILHAS” DE DNA IDÊNTICAS DUPLICAÇÃO SEMI-CONSERVATIVA T A C G T C TA CG A G T A C G T C TA CG A G T A C G T C TA CG A G molécula original molécula filha molécula filha 5´3´ 5´ 3´ 3´ 5´ 5´ 3´ 5´ 3´ 3´ 5´ DUPLICAÇÃO DO DNA série de passos, mediados por enzimas “MAQUINARIA DE REPLICAÇÃO” = REPLISSOMO QUAL É O PRIMEIRO PASSO DO PROCESSO DE DUPLICAÇÃO? PRIMEIRO PASSO DA REPLICAÇÃO DO DNA duplicação semi-conservativa SEPARAÇÃO DA DUPLA FITA DE DNA SEPARAÇÃO DA DUPLA FITA DE DNA dupla fita de DNA = “zíper” que se abre devido à ação da enzima helicase (quebra pontes de H) helicase SEPARAÇÃO DA DUPLA FITA DE DNA dupla fita de DNA = “zíper” que se abre devido à ação da enzima helicase (quebra pontes de H) helicase FORQUILHA DE REPLICAÇÃO SEPARAÇÃO DA DUPLA FITA DE DNAFORQUILHA DE REPLICAÇÃO FORQUILHA DE REPLICAÇÃO SEPARAÇÃO DA DUPLA FITA DE DNA dupla fita de DNA = “zíper” que se abre devido à ação da enzima helicase (quebra pontes de H) FORQUILHA DE REPLICAÇÃO síntese de uma nova fita de maneira contínua (DUPLICAÇÃO CONTÍNUA) síntese de uma nova fita de maneira descontínua (DUPLICAÇÃO DESCONTÍNUA) 5’ 3’ 5’ 3’ novos pequenos filamentos de DNA descontínuos = fragmentos de Okasaki novo filamento de DNA = filamento de duplicação contínua novo filamento de DNA = filamento de duplicação descontínua FITA LEADING (principal ou líder) FITA LAGGING (retardatária) acompanha o deslocamento (abertura) da forquilha direção oposta ao deslocamento (abertura) da forquilha movimento da forquilha fitas originais SÍNTESE DE NOVAS FITAS DE DNA DUPLICAÇÃO DESCONTÍNUA DUPLICAÇÃO CONTÍNUA DUPLICAÇÃO CONTÍNUA E DUPLICAÇÃO DESCONTÍNUA DE NOVAS FITAS DE DNA: OCORRE NO SENTIDO 5’- 3’ enzima primase sintetiza um primer (iniciador), composto por nucleotídeos de RNA, na extremidade 5’ da nova fita de DNA a partir da extremidade 3’ do primer, a enzima DNA polimerase III adiciona nucleotídeos de DNA à nova fita de DNA a enzima DNA polimerase I remove o primer e adiciona, no lugar desse, novos nucleotídeos de DNA DUPLICAÇÃO CONTÍNUA (com cerca de 10-12 nucleotídeos) primer de RNA novo DNA DNA ligase une os fragmentos de DNA adjacentes (fragmentos de Okasaki) primer de RNA novo DNA fragmento de Okazaki ligação DUPLICAÇÃO DESCONTÍNUA enzima primase sintetiza um primer (iniciador), composto por nucleotídeos de RNA, na extremidade 5’ da nova fita de DNA a partir da extremidade 3’ do primer, a enzima DNA polimerase III adiciona nucleotídeos de DNA à nova fita de DNA a enzima DNA polimerase I remove o primer e adiciona, no lugar desse, novos nucleotídeos de DNA (com cerca de 10-12 nucleotídeos) proteínas de ligação unifilamentares (SSBP) – impedem que os dois filamentos de DNA se liguem III III topoisomerase (girase) – mantém a forma de dupla hélice do DNA DNAs polimerases: enzimas diméricas SÍNTESE DESCONTÍNUA: fita molde forma uma alça maquinaria de replicação (enzimas) sai da fita molde de DNA resultado: a alça é formada e se desfaz várias vezes fragmentos descontínuos dificuldade em completar a extremidade 5’ da nova fita de DNA repetidos ciclos de duplicação geram moléculas de DNA cada vez mais curtas III III cromossomos metafásicos - bovino cromossomos metafásicos - banana com sequência nucleotídica específica: (TTAGGG)n n = 100 a 1.000 repetições TELÔMEROS MECANISMO DE REPARO NAS REGIÕES TELOMÉRICAS enzima telomerase telomerase IDADE E TIPO CELULAR quantidades diferentes de telomerase telomerase (senescência e morte celular) IDADE IDADE VÍDEO - TELÔMEROS E LONGEVIDADE https://www.youtube.com/watch?v=IIMEvqJpjXQ 17 maio de 2011 AUMENTO DE ATÉ 24% NA EXPECTATIVA DE VIDA Para que saber sobre o processo de duplicação do DNA? HELICASE FORQUILHA DE REPLICAÇÃO PRIMASE (RNA) NUCLEOTÍDEOS DNAs POLIMERASES DUPLICAÇÃO CONTÍNUA E DESCONTÍNUA TRANSCRIPTASE REVERSA ALTA TEMPERATURA PRIMERS SINTÉTICOS (DNA) NUCLEOTÍDEOS SINTÉTICOS Taq DNA POLIMERASE DUPLICAÇÃO CONTÍNUA Polymerase Chain Reaction QUEBRA DAS PONTES DE H INÍCIO ELONGAÇÃO TERMINAÇÃO PASSOS 1) Por que se diz que a replicação do DNA é “semiconservativa”? Faça um esquema desse processo. 2) Por que a molécula de DNA sofre replicação contínua e descontínua? Quais as diferenças entre estas duas formas de replicação? 3) Faça um esquema (desenho) de uma molécula de DNA sofrendo duplicação linear. Em seu desenho, identifique: (1) origem de replicação; (2) polaridades (pontas 5´ e 3´) dos filamentos moldes e dos filamentos recém-sintetizados; (3) filamentos leading e lagging; (4) fragmentos de Okasaki; (5) localização dos primers. 4) Suponha que, no futuro, um cientista explore um planeta distante e descubra uma nova forma de material hereditário, correspondente a uma molécula de ácido nucléico composto por dois filamentos polinucleotídicos. Este ácido nucléico sofre replicação contínua em ambos os filamentos, através da ação de uma enzima DNA polimerase. Explique que conclusão você pode tirar sobre a estrutura deste novo tipo de ácido nucléico. 5) A droga dideoxicitidina (usada para tratar certas infecções virais) é um nucleotídeo composto por um açúcar que não possui o grupo –OH nas posições 2’ e 3’. Explique o que ocorreria com a duplicação do DNA se esta droga fosse adicionada ao DNA. QUESTÕES
