Replissomo

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Genética 
 
 
 
 
AULA 29 
REPLISSOMO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sumário 
 
Introdução .................................................................................................................................... 2 
 
Objetivo......................................................................................................................................... 2 
 
1. Replicação requer enzimas e fatores protéicos .................................................................. 2 
1.1. Organização da replicação em procariotos:................................................................ 6 
 
Exercícios ...................................................................................................................................... 6 
 
Gabarito ........................................................................................................................................ 7 
 
Resumo ......................................................................................................................................... 8 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Introdução 
Nesse tópico vamos aprender sobre um assunto pouco discutido, porém de 
suma importância para o entendimento do processo de replicação, a formação do 
replissomo, que nada mais é do que um complexo multienzimático, que desloca a 
forquilha de replicação. 
Você encontrará termos que ajudarão a entender o processo de 
autoduplicação do DNA. Vamos juntos nesse caminho que nos leva ao conhecimento. 
Objetivo 
• Descrever o complexo nucleoprotéico que orienta as atividades na forquilha 
de replicação 
 
1. Replicação requer enzimas e fatores protéicos 
Você sabia que o processo de replicação do DNA “força” a ocorrência de um 
grande complexo cooperativo? 
A replicação necessita de uma gama de proteínas e enzimas diferentes para 
ocorrer, além das conhecidas polimerases. Grande parte dessas proteínas trabalha de 
maneira associada formando um complexo chamado replissomo, que nada mais é do 
que uma associação multienzimática, composta principalmente por duas 
polimerases III e um complexo enzimático chamado de primossomo. O replissomo se 
desloca junto com a forquilha de replicação. 
Mas vamos por partes, explicando algumas definições que precisam ser 
entendidas antes de prosseguirmos. Durante o processo de replicação, duas fitas 
novas de DNA são produzidas. A cadeia que é produzida continuamente e no mesmo 
sentido em que se desloca a forquilha de replicação é chamada de cadeia leading, ou 
seja, cadeia líder. Entretanto, temos uma cadeia que cresce de forma descontinuada 
e em sentido oposto à forquilha de replicação, sendo chamada de cadeia lagging ou 
cadeia tardia, como podemos ver na figura abaixo. 
 
 
 
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Cadeia leading (cadeia líder ou contínua) e cadeia lagging (cadeia atrasada ou descontínua). Extraído 
de Apostila do Instituto de Biociências da USP 
 
A polimerase III está associada a uma proteína denominada grampo 
deslizante. A função desse grampo é formar um anel ao redor da cadeia molde, 
deslizar livremente pelo molde de DNA enquanto a polimerase sintetiza 
continuamente a fita complementar. A associação formada pela polimerase III e o 
grampo deslizante é de grande valia na eficiência na replicação, uma vez que dá a DNA 
polimerase III alta processividade, isto é, produz de maneira contínua e eficiente até 
encontrar um bloqueio. A parada da polimerase III funciona como um sinal para que 
o grampo deslizante se solte da cadeia de DNA. A figura abaixo mostra 
esquematicamente como funciona a associação entre a polimerase III e o grampo 
deslizante. 
 
Representação da união da polimerase III do DNA (verde) com a proteína em anel (grampo deslizante-
em azul). Extraído de Apostila do Instituto de Biociências da USP 
 
 
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O primossomo é composto de enzimas, dentre elas encontramos as helicases, 
que como o nome sugere, tem alguma atividade que envolve a dupla hélice do DNA. 
A helicase desliza sobre a cadeia líder para abrir a hélice do DNA logo à sua 
frente, já na cadeia descontinuada, a helicase tem o auxílio das proteínas SSB. 
As proteínas responsáveis pela síntese da cadeia lagging ou tardia se mantêm 
na forquilha de replicação, como parte integrante do replissomo, graças a uma dobra 
(ou alça) que a cadeia molde faz para trás. Sendo assim, as duas cadeias vão sendo 
sintetizadas na forquilha de replicação e ficam com a mesma polaridade. 
Quando a polimerase III do DNA, que é responsável pela síntese da cadeia 
lagging, encontra um primer de RNA ligado a um fragmento de Okazaki, ela se solta 
da cadeia molde e se move no sentido da forquilha de replicação até encontrar o 
primer de RNA seguinte. 
Atualmente são representadas três polimerases do DNA III fazendo parte do 
replissomo, e acredita-se que duas polimerases do DNA se revezam na síntese dos 
fragmentos de Okazaki da cadeia lagging, enquanto uma única polimerase III sintetiza 
a continuamente a cadeia leading. 
Toda essa estrutura de replissomo inclui uma proteína responsável por 
“carregar” a proteína do grampo deslizante e outras proteínas vão ajudando na 
movimentação entre diversas estruturas do replissomo. 
Com isso, as polimerases III do DNA atuantes na forquilha de replicação, 
mesmo semelhantes, são ligeiramente diferentes: uma delas possui alta 
processividade, nunca se soltando da cadeia molde, sendo ela que sintetiza a cadeia 
líder e outras, que sintetizam a cadeia tardia que podem se soltar da cadeia molde 
quando encontram a extremidade 5’ de um primer em seu caminho, reiniciando a 
síntese na extremidade 3’-OH do primer seguinte. 
Você sabe o que são replicons? 
Simples, aquele segmento de DNA que se replica a partir de uma origem de 
replicação é denominado replicon. Assim, o cromossomo das bactérias contém um 
único replicon, enquanto os cromossomos dos organismos eucarióticos contêm 
vários. 
Etapas da formação do replissomo: 
Para formar um replissomo, a proteína iniciadora bacteriana DnaA precisa se 
ligar ao DNA na região das sequências repetidas de nove nucleotídeos mas também 
precisam interagir com o DNA nas regiões repetidas de treze nucleotídeos. Esse 
complexo formado pela interação do DNA com as proteínas DnaA faz com que a hélice 
de DNA ligeiramente se abra em uma região adjacente ao complexo. Com isso, a 
exposição de cadeias simples de DNA fornece um molde para que as demais proteínas 
 
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de replicação possam agir. Além disso, a DnaA recruta proteínas de replicação 
adicionais para o DNA de fita simples, incluindo a DNA helicase (DnaB) e a proteína 
carregadora da helicase (Dna C). As cadeias são mantidas separadas pela interação 
com proteínas SSB. 
Um segundo conjunto das proteínas DnaB e DnaC se liga à extremidade oposta 
da região aberta da hélice, dando origem a um segundo complexo de início de 
replicação. 
As interações proteína-proteína entre a helicase e os componentes da 
forquilha de replicação promovem a organização do que restou da maquinaria de 
replicação, com outras proteínas, se juntando a cada um dos dois complexos. 
A helicase recruta a DNA primase, que vai interagir com cada uma das cadeias 
do DNA e sintetizar o primer das cadeias leadings das forquilhas de replicação 
opostas. Com isso, a cada primossomo se juntam duas polimerases III do DNA e cada 
uma delas interagem com uma das cadeias moldes na forquilha de replicação. 
A montagem dos dois replissomos é então finalizada e eles passam a se mover 
a partir da origem de replicação,em sentidos opostos. A replicação é chamada de 
bidirecional, pois a partir de uma mesma origem, a molécula de DNA se replica nos 
dois sentidos. 
 
Forquilha de replicação em atividade. Adaptado de Alberts 
 
 
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O replissomo promove a síntese rápida do DNA, adicionando em torno de mil 
nucleotídeos por segundo em cada fita. Assim que o fragmento de Okazaki estiver 
completado, seu RNA iniciador é removido e a DNA pol I adiciona DNA no local, e o que 
sobra, é selado pela DNA ligase. 
 
1.1. Organização da replicação em procariotos: 
A replicação de um cromossomo bacteriano circular é altamente organizada. 
Assim que a replicação bidirecional é iniciada na origem, os dois replissomos não se 
separam um do outro ao longo do DNA. Ao contrário, os replissomos estão ligados 
juntos á um ponto da membrana interna bacteriana e o substrato DNA é oferecido 
para essa “fábrica de replicação”. 
Assim que a replicação é terminada, a célula se divide, e os cromossomos 
sequestrados nas duas metades da célula original são acuradamente separados entre 
as células-filhas. Quando a replicação começa nas células-filhas, a origem da 
replicação é sequestrada em novas fábricas de replicação formadas em um ponto da 
membrana no centro da célula, e o processo inteiro é repetido. 
Exercícios 
1. (Fiocruz, 2010) A enzima DNA polimerase é responsável pela replicação do 
DNA, no entanto ela não atua sozinha durante este processo. Assinale abaixo a 
afirmativa que indica um componente que não atua na replicação do DNA. 
a) Enzima primase. 
b) Enzima helicase. 
c) Enzima girase. 
d) As proteínas de ligação ao DNA unifilamentar. 
e) A enzima RNA polimerase II. 
 
2. (Autora, 2019) Dentre as opções abaixo, marque aquela que não condiz com 
informações acerca dos replissomos. 
a) Seu deslocamento é realizado junto com a forquilha de replicação. 
b) Promovem uma síntese rápida. 
c) DnaA precisa se ligar ao DNA em regiões onde não há repetições de 
nucleotídeos. 
d) Durante a replicação os dois replissomos não se separam um do outro 
ao longo do DNA. 
 
3. (Ufrgs 2013) Sabe-se que a replicação do DNA é semiconservativa. Com base 
nesse mecanismo de replicação, assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as 
afirmações abaixo. 
 
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( ) O DNA original atua como molde, e cada novo DNA possui uma fita antiga e 
outra nova. 
( ) Os quatro ribonucleosídeos trifosfatados, dATP, dGTP, dCTP e dUTP, devem 
estar presentes. 
( ) O DNA deve ser desnaturado (desenrolado) para tornar-se acessível ao 
pareamento das novas bases. 
( ) A enzima DNA polimerase adiciona nucleotídeos novos de acordo com o 
molde de DNA. 
 
A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é 
 
a) V – V – F – F. 
b) F – V – V – V. 
c) V – F – V – V. 
d) F – V – F – F. 
e) F – F – F – V. 
 
Gabarito 
1. Letra E. 
Processo de replicação não tem participação de RNA polimerase 
 
2. Letra C. 
A proteína iniciadora bacteriana DnaA precisa se ligar ao DNA na região das 
sequências repetidas de nove nucleotídeos e também precisam interagir com 
o DNA nas regiões repetidas de treze nucleotídeos. 
 
3. Letra C. 
Os quatro ribonucleosídeos não são trifosfatados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Resumo 
Os replissomos são associações multienzimáticas compostas por polimerases 
e um complexo enzimático conhecido por primossomo. 
Uma das funções do replissomo é se deslocar junto com a forquilha de 
replicação. O DNA é sintetizado na direção 5’ em direção a 3’ pelas DNA polimerases. 
Na forquilha de replicação, a fita líder é sintetizada continuamente na mesma direção 
da movimentação da forquilha; a fita atrasada é sintetizada descontinuamente como 
fragmentos de Okazaki, que são subsequentemente ligados pela DNA ligase. 
Para formar um replissomo é preciso uma proteína iniciadora bacteriana que 
se ligue ao DNA em uma região de sequências repetidas. Depois de montados, os 
replissomos passam a se mover a partir da origem de replicação, em sentidos opostos. 
De certa forma, o replissomo ajuda a promover uma maior velocidade na 
síntese do DNA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências bibliográficas 
 
ALBERTS, Bruce. et al. Biologia Molecular da Célula. Tradução: Ana Letícia Vans, et al, 5 ed.,2010. ISBN 978-85-
363-2170-7 
A Replicação do DNA, Apostila de Biologia Molecular, Instituto de Biociências da USP. 
NELSON, David L. e COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. Tradução: Arnaldo Antônio Simões. 
4 ed. 2006.