Replicação do DNA

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Replicação do DNA
Referência: ALBERTS
Replicação = Duplicação
Qual a necessidade da replicação do DNA? Formar novas células, recuperar tecidos, crescer.
1. Duplicar DNA
2. Dividir
3. Regular o ciclo celular
Função do DNA: transferência de informação
G1, S e G2: preparação para a divisão
Ciclo celular: etapas pela qual a célula passa para se dividir
Antes de cada divisão celular ocorre a Replicação do DNA -> fase S
A capacidade de as células manterem a fidelidade da informação depende da replicação extremamente precisa.
Elevada taxa: um dos processos mais rápidos que ocorrem na célula. ~1000 nucleotídeos por segundo
Falhas raras: resultado de mutações – alterações no DNA. 1 a cada 10^9 nucleotídeos
(taxa constante entre os organismo)
Genoma Humano contem 3x10^9 pares de nucleotídeos. Mutação: 3 nucleotídeos a cada divisão celular.
Mecanismo de replicação deve ser eficiente e rápido.
O DNA ocupa uma posição central como repositório da informações genéticas.
Estrutura da molécula do DNA
Fitas recém sintetizadas:
Não são copias idênticas às parentais
São complementares 
Cada duplex originado no processo contem uma fita molde e uma nova. (modelo semiconservativo – Watson e Crick)
Mantem o padrão de herança ao longo das gerações.
Replicação conservativa: preserva a molécula original e gera uma molécula inteiramente nova
Replicação dispersiva: produz duas moléculas com DNA original e novo, intercalados ao longo das cadeias
Forma-se uma fita nova de acordo com a complementaridade das bases.
Experimento de Meselon e Stahl
Células procarióticas: um único ponto de origem para o início da replicação celular / DNA circular
Células eucarióticas: múltiplos pontos de origem / 
Ponto de início da replicação: tem início em um sitio específico do cromossomo denominado origem de replicação.
Forma-se bolha de replicação que se expande bidireccionalmente 
Origem de replicação: sequências ricas em A = T
Localizadas em sequencias especificas do DNA sempre no mesmo ponto do cromossomo
Síntese da fita nova de DNA:
Incorporação de um nucleotídeo na extremidade 3’OH livre pela enzima
DNA polimerase: catalisa a formação de ligações fosfodiéster entre os nucleotídeos ligando a região3’OH de um com a região 5’P do outro. POLIMERIZAÇÃO.
Síntese no sentido 5’ -> 3’
Síntese do DNA é semidescontínua
A divisão celular e a replicação do DNA deve ser muito bem organizado e controlado.
Fita líder -> contínnua
Fita lenta -> descontínua
Fragmentos de Okasaki
Telômeros => envolvidos no envelhecimento celular
Principais enzimas envolvidas na Replicão do DNA:
Helicase
Proteína SSB
Primase
DNA Polimerase
DNA Ligase
Topoisomerases
Telomerases
Helicases: Auxiliam na abertura da dupla hélice do DNA separando as fitas 
Promovem o rompimento das pontes de hidrogênio deselicoidizando o DNA na presença de ATP
Duas fitas podem trabalhar em conjunto: uma na fita líder outra na fita lenta
Proteínas SSB (Single-Strand Binding)
Proteínas de ligação à fita simples do DNA
Ligam-se fortemente de forma cooperativa às fitas simples do DNA (sem encobrir as bases), estabilizando a conformação distorcida e prevenindo a formação do dúplex / complementaridade errônea (herbing).
Primase: a DNA polimerase pode ampliar a cadeia mas não pode começar a cadeia. A síntese deve ser iniciada a partir de um curto oligonucleotídeo que gera um segmento dúplex.
RNA iniciadores ou Primers => dão o Start para a replicação
Capazes de sintetizar pequenos fragmentos de RNA complementares a uma região específica do DNA.
Fita líder: apenas um primer é preciso no inicio da replicação
Fita lenta: cada vez que a DNA polimerase completa um fragmento de Okasaki um novo primer é adicionado
Eucariotos: primers de ~10 nt produzidos a cada intervalo de 100 a 200 nt.
DNA polimerase: enzima que catalisa a reação de replicação do DNA.
Exonuclease: remove/corrige bases pareadas erroneamente
Polimerase 3: inserção de novos nucleotídeos
DNA Ligase
Topoisomerases: desfazem as torções do DNA gerado pelo desenovelamento do DNA pela DNAB (helicase). Removem laçadas no DNA.
Replicação nas pontas dos cromossomos:
Fita contínua: replicação estende-se até as pontas dos cromossomos
Fita descontínua: no final da fita um trecho fica sem primer, cromossomo fica encurtado?
Telomerases: adiciona unidades repetidas às pontas dos cromossomos