Replicacao de DNA

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REPLICAÇÃO, TRANSCRIÇÃO 
E TRADUÇÃO 
Profº Wendell Almeida 
Replicação do DNA 
DNA 
Duplicação Proliferação celular 
Transcrição RNA Proteínas Exercer suas funções nas células 
tradução 
 - A sobrevivência de uma espécie requer ESTABILIDADE GENÉTICA. Em todas as 
células as seqüências de DNA são mantidas e replicadas com alta fidelidade. 
 
- Tanto na estocagem, como na cópia da informação genética, acidentes aleatórios e 
erros acontecem, alterando a seqüência de nucleotídeos - criando MUTAÇÕES 
 
- O SUCESSO DA MANUTENÇÃO DO DNA depende tanto da acuracidade com que 
as seqüências de DNA são duplicadas e distribuídas em células filhas, como de um 
conjunto de enzimas que reparam a maioria das mudanças no DNA causadas por 
RADIAÇÃO, QUÍMICOS E OUTROS ACIDENTES 
Mecanismos de Replicação do DNA 
- A dupla hélice da molécula de DNA, atua como molde para a sua própria 
duplicação. Em outras palavras, cada fita de DNA serve como molde para a formação 
de uma nova fita de DNA. 
- A fita molde, especifica a seqüência de nucleotídeos na fita de DNA complementar 
(NOVA FITA) por pareamento de bases, pois o nucleotídeo A só faz pareamento 
com o nucleotídeo T, o nucleotídeodeo C só faz pareamento com o nucleotídeo G. 
Desta maneira a dupla hélice da molécula de DNA pode ser copiada precisamente. 
A DUPLA HÉLICE DE DNA ATUA COMO MOLDE PARA A SUA PRÓPRIA 
DUPLICAÇÃO 
A NATUREZA SEMI-CONSERVATIVA DA DUPLICAÇÃO DA 
MOLÉCULA DE DNA 
- Em cada ciclo de replicação, cada uma das duas fitas de DNA é usada como molde 
para formação da fita de DNA complementar. A fita original do início da replicação 
permanece intacta através de muitas gerações celulares. 
A NATUREZA SEMI-CONSERVATIVA DA DUPLICAÇÃO DA 
MOLÉCULA DE DNA 
DNA 
F1 
A 
T 
C 
G 
T 
A 
F2 
T 
A 
G 
C 
A 
T 
RNA - Polimerase 
U 
A 
G 
C 
A 
U 
A Duplicação do DNA começa na Forquilha de Replicação 
- Na forquilha de replicação, o DNA de ambas novas fitas filhas é sintetizado por um 
complexo multienzimático que contém a DNA polimerase 
A Síntese de DNA é catalizada pela DNA Polimerase 
- A síntese de DNA é catalisada pela DNA polimerase. A nova fita de DNA é 
sintetizada no sentido 5’ para 3’. Cada desoxiribonucleotídeo trifosfato precisa 
parear com a fita modelo para ser reconhecido pela DNA polimerase. A fita 
molde determina qual dos 4 possíveis nucleotídeos (A, T, C, G) serão adicionados. 
Replicação do DNA 
-Devido a orientação antiparalela das duas fitas de DNA, esse mecanismo poderia 
requerer que uma das fitas filhas fosse polimerizada no sentido 5’ para 3’ e a outra 
fita no sentido 3’ para 5’. Entretanto, NÃO HÁ DNA POLIMERASE QUE 
POLIMERIZE NO SENTIDO 3’ para 5’. Então, ambas as fitas filhas de DNA são 
polimerizadas na direção 5’ para 3’ . 
 
- A fita de DNA que é sintetizada continuamente é chamada fita líder. 
-Na síntese da fita tardia é que estão os fragmentos de Okasaki, que são 
polimerizados somente no sentido 5’ para 3’, após esses fragmentos são unidos para 
criar uma longa cadeia de DNA. 
 
- A síntese da fita que contém os fragmentos de Okasaki é tardia, porque precisa 
esperar a fita líder expor a fita molde na qual cada fragmento de Okasaki é 
sintetizado. 
Replicação do DNA 
- Devido ao fato de ambas as fitas filhas serem polimerizadas no sentido 5’ 
para 3’, o DNA sintetizado na fita tardia , precisa ser feito inicialmente, como 
uma série de pequenos fragmentos de DNA, chamados fragmentos de Okasaki 
Replicação do DNA 
- A DNA polimerase funciona como uma enzima que “corrige a sua própria polimerização”, ou seja, 
remove os erros da sua polimerização, enquanto se desloca ao longo da molécula de DNA. 
 
 A DNA polimerase só inicia a replicação do DNA a partir de um primer (iniciador). Isso é 
essencial para a atividade de verificação da DNA polimerase. A presença de um primer ajuda na 
discriminação do pareamento correto de bases no crescimento da cadeia 3-OH. 
Tipos de proteínas que atuam na forquilha de Replicação 
 Para a fita líder, é necessário somente o PRIMER no início da replicação, quando a 
forquilha de replicação é estabelecida, a DNA polimerase é continuamente apresentada a uma 
extremidade da cadeia por pareamento de bases na qual se adiciona novos nucleotídeos. 
 Na fita tardia da forquilha de replicação, cada vez que a DNA polimerase completa um 
novo fragmento de DNA de Okasaki, ela precisa de mais um novo fragmento de Okasaki. 
Replicação do DNA 
 A produção do iniciador que a molécula de DNA polimerase necessita é 
feito pela enzima DNA PRIMASE, que sintetiza pequenos primers de RNA ( um único 
pequeno primer na fita líder, e vários pequenos primers a cada novo fragmento de 
Okasaki, na fita tardia). 
 O primer de RNA é apagado por uma enzima especial de reparo de DNA 
(RNAse H), e substituído por DNA. 
 A enzima chamada DNA ligase junta a extremidade 3’ do novo fragmento 
de DNA, com a extremidade 5’ do fragmento prévio para completar o processo, na 
fita tardia. 
Porque é feito um primer de RNA, que precisa ser apagado e substituído por DNA, ao 
invés de fazer um primer direto de DNA? 
 O primer de RNA torna essa seqüência uma “cópia suspeita” que precisa 
imediatamnente ser removida e substituída. Com isso aumenta-se a segurança e 
acuracidade da replicação do DNA. 
Síntese do primer de RNA 
A enzima DNA primase, sintetiza um curto polinucleotídeo na direção 5’ para 3’ e depois para, 
tornando a extremidade 3-OH do primer disponível para a DNA polimerase. 
A síntese de um dos muitos fragmentos de Okasaki na fita tardia 
Proteínas ajudam a abrir a dupla hélice de DNA em frente a 
forquilha de replicação 
A dupla hélice precisa estar separada (as duas fitas separadas) na forquilha de 
replicação para que a duplicação do DNA ocorra. 
A DNA polimerase e a DNA primase só podem copiar a DNA de dupla hélice, quando a 
fita molde da duplicação está separada da sua fita complementar. 
Dois tipos de proteínas contribuem para abrir a dupla 
hélice de DNA 
1) DNA Helicase 
2) Proteínas que se ligam a uma fita de DNA, também chamadas proteínas 
estabilizadoras de hélice. 
Proteínas ajudam a abrir a dupla hélice de DNA em frente a 
forquilha de replicação 
 A proteína que abre a dupla hélice de DNA é a HELICASE, as 
proteínas estabilizadoras de hélice se ligam firmemente e cooperam para 
expor cada uma das fitas de DNA, sem cobrir as bases, que continuam 
disponíveis como modelo. 
 Então, as proteínas estabilizadoras de hélice NÃO SÃO 
HÁBEIS a abrir a dupla fita de DNA diretamente, mas ajudam a 
HELICASE a estabilizar cada fita na forma desenrolada. 
Expressão Gênica Diferencial: 
Figado Músculo cardíaco Neurônios 
• A síntese dos diferentes tipos de RNA, a partir de um molde de 
DNA, usando as regras da complementaridade, é um processo 
denominado Transcrição do DNA 
 
 – A informação genética contida num segmento do DNA, é 
reescrita em uma fita simples de RNA 
 
 – Esta fita apresenta uma seqüência de ribonucleotídios 
complementar a uma das fitas da dupla hélice de DNA (fita molde) e 
idêntica à idêntica à seqüência da outra fita (fita codificadora), com 
substituição de T por U 
Transcrição do DNA 
Transcrição do DNA 
 
• Quando se escreve um seqüência de nucleotídios 
correspondente a um gene 
•A seqüência é sempre escrita no sentido 5'-> 3' 
A Unidade de Transcrição 
• A transcrição de um segmento se inicia quando a RNA 
polimerase reconhece e liga-se a seqüências específicas de 
nucleotídios em uma região especial, no início do gene,denominada promotor 
 
• Além destas seqüências, o promotor engloba o ponto de início 
 – Primeiro par de bases a ser transcrito em RNA 
 
• A partir daí a RNA polimerase move-se ao longo do molde, 
sintetizando RNA, até alcançar uma outra seqüência específica 
que sinaliza o término da transcrição 
 
• Assim, a unidade de transcrição estende-se do ponto de início 
(+1) no promotor, até o terminador 
Reconhecimento do Promotor 
• Para que este processo ocorra é necessário, antes de mais nada, 
que a RNA polimerase identifique sinais específicos no DNA, os 
quais direcionarão a transcrição de genes específicos no momento 
adequado 
 
• A região do gene que contem estas seqüências de reconhecimento 
é o promotor 
 
• Uma enorme variedade de sinais pode ser encontrada nas regiões 
promotoras de diferentes genes. É por este motivo que os 
promotores são locais extremamente importantes no controle da 
expressão gênica