Seminário - Replicação do DNA

Prévia do material em texto

Replicação do DNA
Prof. Dr. Francisco Prosdocimi
Mitose / Meiose
Como acontece a síntese do 
DNA?
Meselson-Stahl experiment
• 1957
• Cresceram E. coli em meio 
com N-15 e depois voltaram 
pra N-14
• Purificação do DNA das 
bactérias
• Três tipos de DNA
– N-15 + N-15
– N-15 + N-14
– N-14 + N-14
• Ao aquecer o N-15 + N-14 e 
separar as fitas ficava claro 
que uma fita continha N-15 e 
outra N-14
Replicação semi-conservativa
Origens de replicação
• Locais com um 
contexto de 
sequência específico
• Ligam proteínas 
específicas
• Quando acionadas, 
essas proteínas 
permitem o início da 
replicação
Origens de replicação
Replicação
• DNA Polimerase III
• Sentido 5’ → 3’
• Nucleotídeos 3P 
são adicionados
– Liberação de 
Pirofosfato
http://207.207.4.198/pub/flash/24/menu.swf
https://www.google.com/url?q=http://207.207.4.198/pub/flash/24/menu.swf&sa=D&ust=1608614081578000&usg=AOvVaw3mMTzvz9C30v5h_L-ydDSG
Primase
• Ribonucleoproteína
• Liga-se à helicase em 
procariotos formando o 
chamado primossomo
• Sintetiza um primer de 
RNA contendo 
aproximadamente 11 
bases; fornece 3’ OH
• DNA polimerase lenta e 
sujeita a erros
• Evita a progressão da 
forquilha uma vez que a 
fita líder anda mais rápido
Micrografia, bolha de 
replicação
Forquilhas de replicação
Forquilha de replicação
Replicação das fitas
• Fita líder
– Primase age uma vez
• Fita retardada
– Primase age várias vezes
– 1967, Fragmentos de Okasaki
 Okazaki R, Okazaki T, Sakabe K, Sugimoto K. Mechanism of DNA replication 
possible discontinuity of DNA chain growth. Jpn J Med Sci Biol. 1967 
Jun;20(3):255-60
Primase na fita retardada
• Deslocamento da forquilha de replicação
• Primase faz primer
Direções de 
replicação na Forquilha
Desenovelamento do DNA
• Retirada das histonas
• Proteínas de ligação a fita simples (SSBPs)
• DNA helicase
– Quebra pontes de H
• DNA topoisomerases
– Tiram a tensão
Forquilha de replicação
Polaridade da síntese define fitas 
líder e retardada (descontínua)
DNA polimerase
• Enzimas que catalisa a reação 
de síntese do DNA
• Adiciona nucleotídeos 
tri-fosfato à extremidades 3’OH 
livre
• Alongamento da cadeia de 
DNA sempre é feito na direção 
5’>3’ (endonuclease 5’>3’)
• Incapaz de fazer DNA do zero 
(precisa ter extremidade 3’OH 
livre)
• Possui mecanismo de 
correção de erros 
(exonuclease 3’>5’)
Tipos de DNA polimerase
• DNA polimerase I
– Descoberta em 1956 (Kornberg pai)
– Função precisa descoberta apenas em 1969: remove 
o primer de RNA da fita descontínua
• DNA polimerase III
– Descoberta em 1970 (Kornberg filho)
– Principal enzima que realiza a replicação em 
procariotos
• DNA polimerase II
– Lenta, envolvida em reparo do DNA
DNA Replication
• DNA Pol precisa de um 
molde inicial
• Primase: gera um molde 
de RNA complementar
• A DNA Pol III agora é 
capaz de adicionar bases à 
extremidade 3’OH
Eliminação 
dos 
fragmentos 
de Okasaki
DNA Pol I
Mecanismo da enzima Ligase
Visão geral
Repare na 
posição do 
primer de 
RNA
Reparo pela 
Polimerase
• Mecanismo de verificação
(Proof-reading)
• DNA-polimerase possui
– Uma atividade de 
polimerização 5’→ 3’
– Uma atividade de 
exonuclease 3’→ 5’
Reparo pela 
Polimerase
• Mecanismo de verificação
(Proof-reading)
• DNA-polimerase possui
– Uma atividade de 
polimerização 5’→ 3’
– Uma atividade de 
exonuclease 3’→ 5’
DNA 
Repair
• Checagem de 
pareamento 
incorreto
(eucariotos)
• Proteínas 
especiais para 
reparo do erro
E as extremidades dos cromossomos?
Doenças causadas por problemas 
no mecanismos de replicação
• Ataxia de Friedreich's
– dano progressivo no sistema nervoso (problemas musculares, 
na fala e doenças no coração)
– forma mais comum das ataxias herdadas
– A seqüência GAATTC se repete, quando existem mais de 40 
repetições, o indivíduo apresenta a doença.
• Xeroderma pigmentosum 
– envelhecimento precoce 
– aumento na incidência de câncer
– Falha no mecanismo de reparação
do DNA causado pela luz UV
Ciclo celular
• A replicação do DNA 
é regulada 
temporalmente
• Fase S do ciclo 
celular
• Checkpoints do ciclo 
celular
• Ciclinas
Conclusões
• Replicação semi-conservativa
• Bolha de replicação avança em duas direções
• Fita líder e fita retardada
• Helicases e topoisomerases desenrolam o DNA
• Primase faz o primer
• DNA polimerase III, DNA polimerase I
• DNA ligase
• Telomerase