Replicacao de DNA

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 A partir de uma molécula de DNA, a dupla 
fita se abre e novas fitas complementares 
serão feitas, para cada uma delas; 
 
- Importância: 
 Base da hereditariedade = organismos vivos 
(repassar as informações); 
 Manutenção da vida = mitoses; 
 DNA recombinante: aplicação tecnológica; 
 In vitro – PCR: reação em cadeia polimerase 
(enzima que participa do processo de 
replicação do DNA); 
 
 A replicação do DNA é semiconservativa: a 
informação que é repassada é sempre 
mantida igual, porém a dupla fita gerada é 
“metade nova”, pois complementa a fita já 
existente; 
 Fitas complementares: as bases de cada fita 
são complementares; 
 
 
 
 Estrutura dos cromossomos: centrômero, 
telomero e ponto de origem de replicação 
(ORI); 
 Procariontes X eucariontes: a replicação é 
bem semelhante (conservado), porém é mais 
complexo em eucariontes; 
 Ciclo celular: a replicação do DNA ocorre na 
fase S da mitose; 
- G1: preparação para a síntese de DNA; 
- S: síntese de DNA (fase mais longa do 
ciclo); 
- G2: reparação e preparo para ocorrer a 
mitose; 
 
Replicação do DNA: 
 Reconhecimento dos pontos de origem da 
replicação; 
 Descompactação cromossomal (saem da 
heterocromatina); 
 Abertura da dupla hélice (enzima helicase); 
 Agregação da enzima DNA polimerase no 
complexo da replicação; 
 Produção da fita complementar; 
 Terminação da fita; 
 Compactação cromossomal; 
 
OBS: eucariontes possuem vários pontos de origem 
de replicação e procariontes 1 ponto só; 
 
- Como se dá a inserção de nucleotídeos na dupla 
fita de DNA: 
 A inserção de nucleotídeos sempre cresce 
de 5’ para 3’ (sentido de inserção); 
 Reação energeticamente favorável, pois a 
energia vem das quebras dos fosfatos que 
vem nos nucleotídeos livres (trifosfatos) – 
ATP; 
 Nessa quebra dos nucleotídeos livres, 1 
fosfato fica na dupla fita, o que gera 
energia para continuar a inserção dos 
nucleotídeos; 
 
 
 
 
- Ação direcionada da enzima DNA polimerase de 5’ 
para 3’: 
 A extremidade da fita é com o fosfato no 5’; 
 O nucleotídeo com trifosfato é puxado pela 
polimerase, essa ligação se quebra, gerando 
energia; 
 A polimerase pode inserir um nucleotídeo 
errado = permite correção adequada pela 
DNA polimerase (ela tira o nucleotídeo 
errado, liberando o sítio 3’) = atividade 
exonucleolítica (mecanismo autocorretor); 
 Porque não ocorre no sentido contrário (3’ 
para 5’): na hora de fazer um reparo, em 
caso de erro, tirando o nucleotídeo errado, o 
fosfato continuaria lá, e não deixaria a ponta 
livre, assim não teria a quebra do fosfato 
para gerar energia e continuar a inserção (é 
energeticamente desfavorável); 
 
- DNA polimerase: 
 Responsável por produzir novas fitas de DNA 
no sentido 5’ para 3’; 
 Problema: a fita é compactada, assim a 
dupla hélice abre aos poucos; 
 Ocorre a geração de uma fita contínua e 
uma semi-contínua (feita no sentido 3’ para 
5’); 
 
OBS: Forquilha de replicação = região de separação 
das cadeias e da junção entre duas cadeias-molde 
recém-separadas para a replicação e a dupla-hélice 
de DNA que ainda não se separou; 
 
 
 
Fita contínua: 
 “Cadeia leading” = cadeia líder; 
1. Reconhecimento dos pontos de 
origem da replicação: 
 São necessários para que a replicação seja 
eficiente; 
 Permite que o processo ocorra 
simultaneamente; 
 Áreas ricas em pares A-T: esse par é mais 
fácil de abrir, pois forma 2 ligações de ponte 
de hidrogênio (o par C-G tem 3 ligações de 
hidrogênio); 
 Ocorre recrutamento do complexo de 
reconhecimento de origem (ORC); 
 
2. Descompactação cromossomal: 
 É necessário descompactar a região que 
deve ser replicada; 
 Ocorre pouco a pouco; 
 A estrutura de nucleossomos é quebrada e 
dissociada para ocorrer o processo; 
 
3. Degradação nucleossomal: 
 A forquilha de replicação é a maquinaria que 
replica o DNA; 
 Degrada os nucleossomos; 
 
OBS: Logo que ele é replicado, ele já começa ser 
enovelado novamente; 
 
4. Acoplamento da enzima DNA 
helicase: 
 É a enzima que quebra a hélice (abre a fita 
de DNA); 
 Quebra as pontes de hidrogênio; 
 Abre para permitir que a polimerase copie; 
 Permite o acesso da enzima DNA primase; 
 
5. Formação do oligonucleotídeo 
iniciadores (primers): 
 Faz a função de um primer; 
 Enzima DNA primase; 
 Ela faz um pequeno fragmento de DNA no 
local da simples fita; 
 Oligonucleotídeo iniciador: disponibiliza onde 
a polimerase deve se encontrar para 
começar o processo (indicativo: 3’ OH); 
 Feitos nos pontos de origem; 
 É muito importante nas fitas semi-contínuas; 
 
6. Acoplamento da DNA polimerase: 
 Função: polimerizar; 
 Reconhece os primers RNA e se acopla 
(ponta 3’ OH); 
 Primeiro: acoplamento do grampo deslizantes 
(estrutura proteica) – carregado pela 
proteína carregadora do grampo (PCG) e sua 
função é manter a polimerase presa ao DNA; 
 
OBS: primers = fragmento de RNA iniciador de uma 
cadeia de DNA e a enzima que catalisa sua síntese 
é denominada primase do DNA; 
 
7. Replicação do DNA: 
 Elongação da fita contínua; 
 
8. Inserção nucleossomal: 
 Forquilha degrada os nucleossomos; 
 Rápida inserção do tetrâmero H3 – H4 (CAF-
1); 
 Posterior adição dos dímeros H2A-H2B 
(NAP-1); 
 
Fita semi-contínua: 
 Solução: replicação em pedaços (lags) pois a 
polimerase faz apenas no sentido 5’ para 3’; 
 “Cadeia lagging” = cadeia tardia; 
 
- Fragmentos de Okazaki: 
 Pequenos fragmentos construídos no sentido 
5’ para 3’; 
 Pequenos pedaços de DNA que aparecem 
transitoriamente durante a síntese da cadeia 
lagging; 
 Procariontes: de 1000 a 2000 nucleotídeos; 
 Eucariontes: de 100 a 200 nucleotídeos; 
 
 
 Para cada fragmento de Okazaki há a 
síntese de primers RNA (DNA primase); 
 Em alguns momentos esse tipo de fita fica 
de forma simples, podendo ocorrer auto 
pareamento caso as bases sejam 
complementares, fazendo com que trave a 
replicação; 
 Acoplamento das proteínas ligantes de DNA 
fita-simples (SSB) = mantém DNA fita 
simples protegido (esticada) contra o auto 
pareamento; 
 Hairpins: são estruturas que podem ser 
formadas e que impedem a DNA polimerase; 
 
 
 
9. Os RNAs são trocados por DNA: 
 Os RNAs são retirados por mecanismo de 
reparo de DNA, permitindo que uma nova 
polimerase estenda uma nova fita; 
 Ocorre inserção de DNA pela DNA 
polimerase; 
 Os primers são sintetizados, a polimerase faz 
a nova fita de DNA, vem as enzimas de 
reparo de DNA e retiram os primers, assim a 
polimerase termina de estender; 
 DNA ligase: responsável por ligar os 
fragmentos de DNA pelas cadeias de 
açúcares e fosfato (ligação fosfodiéster); 
OBS: A síntese da cada fragmento de Okazaki 
termina quando a polimerase do DNA atinge o 
primer de RNA ligado à extremidade 5’ do 
fragmento sintetizado anteriormente. 
 
10. Término da replicação: 
 Procariontes: 2 forquilhas se encontram, a 
ligase liga os novos cromossomos, 
encerrando o processo; 
 
- Eucariontes: 
 Ocorre um problema na fita semi-contínua 
(ponta 3’): o final da fita nunca vai se 
completar pois não fica disponível o OH para 
a ligase; 
 Enzima telomerase: estende as pontas dos 
cromossomos, completando a fita (favorece 
a não perder/encurtar o DNA); 
 Nem todas as células expressam a 
telomerase: apenas células tronco e células 
de câncer expressam; 
 
 
 
11. Formação da volta T: 
 T-loop; 
 Sempre haverá, mesmo que minimamente, 
uma ponta com simples fita; 
 A ponta 3’ sempre será maior = um 
complexo proteico dobra a ponta, pareia com 
dupla hélice, formando um T; 
 Esse mecanismo permite a não degradação 
do DNA;