Replicação do DNA

Prévia do material em texto

Pontos principais 
↪Processo que precede a divisão celular; 
 
 
 
 
 
 
↪ “Cópia que reproduz com exatidão o original”; 
↪DNA é uma dupla fita antiparalela; 
↪Fase S da interfase demora 6h em uma célula 
somática; 
↪A replicação do DNA é semiconservativa. Cada fita na 
dupla hélice atua como modelo para a síntese de uma 
nova fita complementar; 
 
↪Vários pontos de replicação; 
↪O novo DNA é feito por enzimas denominadas DNA 
polimerases, que necessitam de um molde e 
um primer (iniciador) e sintetizam DNA na direção 5' 
para 3'; 
 
 
 
 
 
 
↪Durante a replicação do DNA, uma nova fita (fita 
líder) é feita como uma peça contínua. A outra (fita 
tardia) é feita em pequenas partes; 
↪A replicação do DNA requer outras enzimas além da 
DNA polimerase, incluindo DNA primase, DNA 
helicase, DNA ligase, e topoisomerase; 
↪Começa numa origem de replicação (Ori) e é 
bidirecional; 
↪O genoma eucariótico possui vários replicons; 
↪A velocidade da forquilja de replicação eucariótica é 
2.000 pb/min; 
↪Os replicons eucarióticos têm 40-100KB e são 
iniciados em tempos diferentes. 
 
Etapas da replicação do DNA 
 
↪Reconhcer a origem de replicação; 
↪Desenrolar a dupla-hélice de DNA, na forquilha de 
replicação; 
↪Sua ação resulta duas cadeias simples antiparalelas. 
 
Replicação do DNA 
DNA helicase 
Proteínas de ligação a DNA de fita simples (SSB) 
↪São proteínas que se ligam às cadeias molde 
separadas pela DNA Helicase; 
↪Impedem que estas se voltem a ligar, mantendo a 
estabilidade da forquilha de replicação; 
↪São também essenciais na reparação e 
recombinação de DNA. 
Primers e primase 
↪A primase faz um primer de RNA, ou um trecho 
curto de ácido nucleico complementar ao molde, que 
fornece uma extremidade 3' para a DNA polimerase; 
↪O primer inicia a síntese de DNA, isto é, faz com que 
ela comece; 
↪Uma vez que o primer de RNA está em seu lugar, a 
DNA polimerase o "amplia", adicionando nucleotídeos 
um por um para fazer uma nova fita de DNA que é 
complementar à fita molde. 
DNA polimerase 
↪Uma das moléculas chave na replicação do DNA é a 
enzima DNA polimerase; 
↪DNA polimerases são responsáveis pela síntese do 
DNA: elas adicionam nucleotídeos, um por um, à fita 
crescente de DNA, incorporando somente aqueles que 
são complementares à fita molde; 
 
 
 
 
 
↪Algumas características das DNA polimerases: 
 Sempre precisam de uma fita molde; 
 Adicionam nucleotídeos somente na 
terminação 3' de uma fita de DNA; 
 
 Não conseguem dar início à formação de uma 
cadeia de DNA; requerem uma cadeia pré-
existente ou uma pequena sequência de 
nucleotídeos chamada de primer; 
 Elas revisam (ou conferem) seu trabalho, 
removendo a maior parte dos nucleotídeos 
erroneamente adicionados à cadeia. 
↪A adição de nucleotídeos requer energia; 
↪Essa energia vem dos próprios nucleotídeos, que 
possuem três fosfatos ligados à sua estrutura (bastante 
semelhante à molécula de ATP); 
↪Quando a ligação entre os fosfatos é quebrada, a 
energia liberada é usada para formar uma nova ligação 
entre o novo nucleotídeo e a cadeia crescente. 
Início da replicação de DNA 
↪Sempre começa em locais específicos no DNA; 
↪São chamados de origens de replicação e são 
reconhecidos pela sua sequência; 
↪Proteínas especializadas reconhecem a origem, ligam-
se este sítio, e abrem o DNA; 
↪Conforme o DNA se abre duas estruturas com 
formato de Y, chamadas de garfos de replicação, são 
formadas, juntas compõem o que é chamada 
uma bolha de replicação; 
↪Os garfos de replicação movem-se em direções 
opostas à medida que a replicação acontece. 
Fita líder e fita tardia 
↪Uma dupla hélice de DNA é sempre antiparalela; 
em outras palavras, uma fita vai à direção 5' para 3', 
enquanto a outra vai na direção 3' para 5'; 
↪Uma das novas fitas, a que se desloca de 5' para 3' 
em direção ao garfo de replicação, é a fácil. Esta fita 
é feita continuamente, porque a DNA polimerase está 
se movendo na mesma direção que o garfo de 
replicação. Esta fita sintetizada continuamente é 
chamada fita líder; 
 
 
 
 
 
↪A outra fita nova, que se desloca de 5' para 3' 
distanciando-se do garfo, é mais intricada. Esta fita é 
feita em fragmentos porque, conforme o garfo avança, 
a DNA polimerase (que se afasta do garfo) se separa e 
se religa ao DNA recentemente exposto. Esta fita 
intricada, que é feita em fragmentos, é chamada fita 
tardia; 
↪Os pequenos fragmentos são chamados 
de fragmentos de Okazaki. 
A equipe de manutenção e limpeza 
↪Proteína chamada pinça deslizante, que mantém as 
moléculas de DNA polimerase III no lugar à medida que 
elas sintetizam DNA; 
↪A pinça deslizante é uma proteína em forma de anel 
e evita que a DNA polimerase da fita tardia escape 
quando ela reinicia em um novo fragmento de Okazaki; 
↪Topoisomerase também desempenha um importante 
papel na manutenção durante a replicação do DNA. 
Esta enzima evita que a dupla hélice de DNA à frente 
do garfo de replicação torne-se muito estreitamente 
enrolada à medida que o DNA é aberto. Ela age 
fazendo cortes temporários na hélice para liberar 
tensão, depois fecha os cortes para evitar dano 
permanente; 
↪Os primers de RNA são removidos e substituídos por 
DNA através da atividade da exonucleases; 
↪A DNA polimerase preenche todas as lacunas do 
DNA; 
↪Os cortes que permanecem depois dos primers são 
substituídos e fechados pela enzima DNA ligase. 
 
 
Visão geral da replicação do DNA 
 Helicase abre o DNA no garfo de replicação. 
 Proteínas ligadoras de fita simples recobrem o 
DNA ao redor do garfo de replicação para evitar 
que o DNA se enrole. 
 Topoisomerase trabalha na região à frente do 
garfo de replicação para evitar enrolamento 
excessivo. 
 Primase sintetiza primers de RNA complementares 
à fita de DNA. 
 DNA polymerase III aumenta os primers adicionando 
nucleotídeos na extremidade 3', para fazer a maior 
parte do novo DNA.. 
 Primers de RNA são removidos e substituídos com 
DNA pela DNA polimerase I. 
 As lacunas entre fragmentos de DNA são fechadas 
pela DNA ligase. 
 
 
 
 
 
 
Replicação do DNA na forquilha de replicação 
 
Telômeros e telomerase: término da 
replicação 
 
Alongamento do telomero 
 
 
 
 
 
O problema da replicação nas extremidades dos 
cromossomos 
 
 
A síndrome de Wemer causa envelhecimento precoce