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UNIDADE 10: Autoduplicação do DNA
B I O Q U Í M I C A
Prof. Kennedy Ramos
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Introdução
 O DNA tem uma impor-
tante e peculiar característica: a 
capacidade de autoduplicação. 
Esta autoduplicação é dita Se-
miconservativa, pois os dois fila-
mentos servem como molde para 
produzir duas novas moléculas 
de DNA.
Molécula mãe Moléculas filhas
No processo de duplicação do DNA, as pontes de hidrogênio entre as bases se rompem e as duas 
cadeias começam a se separar. 
À medida que as bases vão sendo expostos, nucleotídeos que vagam pelo meio ao redor vão se 
unindo a elas, sempre respeitando a especificidade de emparelhamento: 
A com T, T com A, C com G e G com C.
A ....... T
Enzima:
DNA
polimerase
DNA DNA
+
G ....... C
G ....... C
C ....... G
C ....... G
C ....... G
T ....... A
T ....... A
A ....... T
A ....... T
A ....... T
G ....... C
C
C ....... G
G
G
A
A
T
T
A ....... T
G ....... C
G 
C ....... G
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C ....... G
T 
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A ....... T
G ....... C
G ....... C
C ....... G
C ....... G
C ....... G
T ....... A
T ....... A
A ....... T
A ....... T
A ....... T
G ....... C
G ....... C
C ....... G
C ....... G
C ....... G
T ....... A
T ....... A
A ....... T
A ....... T
Uma vez ordenados sobre a cadeia que está servindo de 
molde, os nucleotídeos se ligam em sequência e formam uma 
cadeia complementar dobre cada uma das cadeias da molécula 
mãe original. 
Assim, uma molécula de DNA reproduz duas moléculas 
idênticas a ela como mostra a figura ao lado. 
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A enzima responsável pela replicação chama-se DNA polimerase.
 
Exemplificando, teremos...
ATIVIDADES PROPOSTAS
01. (ENEM) No artigo em que Watson e 
Crick descreveram a molécula de DNA, 
eles sugeriram um modelo de como essa 
molécula deveria se replicar. Em 1958, Me-
selson e Stahl realizaram experimentos uti-
lizando isótopos pesados de nitrogênio que 
foram incorporados às bases nitrogenadas 
para avaliar como se daria a replicação da 
molécula. A partir dos resultados, confirma-
ram o modelo sugerido por Watson e Crick, 
que tinha como premissa básica o rompi-
mento das pontes de hidrogênio entre as ba-
ses nitrogenadas. 
Duplicação Semiconservativa
O experimento de Meselson e Stahl , rea-
lizado em 1958 , permitiu demonstrar que o me-
canismo de replicação do DNA segue um modelo 
semiconservativo, descartando assim os modelos 
conservativo e dispersante que se propôs até o 
momento.
Experimento
Para isso criaram células de Escherichia coli 
na presença de nitrogênio-15 , um isótopo do nitro-
gênio mais pesado do que costuma. 
Assim, o isótopo incorporou-se às cadeias de 
DNA que se iam sintetizando, fazendo mais pesa-
das. 
Depois de alcançado o primeiro objectivo, as 
células foram transferidas para um meio que con-
tinha nitrogênio-14 , onde continuaram o seu cres-
cimento (divisão celular , que requer a replicação 
do DNA ). 
Purificouse o DNA e analisou por uma centri-
fugação em gradiente de cloreto de césio, onde há 
mais densidade no fundo do tubo que no meio do 
mesmo.
Resultado do Experimento
Na primeira geração obtido uma única banda 
de DNA com densidade intermediária. Na segunda 
geração obtiveram duas bandas, uma com 
densidade leve e outra com densidade intermediária 
ou híbrida. 
Na terceira geração obtiveram duas bandas, 
uma ligeira (com uma abundância de 75%) e outra 
intermediária (com 25% restante).
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 Considerando a estrutura da molécula de 
DNA e a posição das pontes de hidrogênio 
na mesma, os experimentos realizados por 
Meselson e Stahl a respeito da replicação 
dessa molécula levaram à conclusão de que:
a) a replicação do DNA é conservativa, isto é, a 
fita dupla filha é recém sintetizada e o filamen-
to parental é conservado.
b) a replicação de DNA é dispersiva, isto é, as 
fitas filhas contêm DNA recém-sintetizado e 
parentais em cada uma das fitas.
c) a replicação é semiconservativa, isto é, as 
fitas filhas consistem de uma fita parental e 
uma recém-sintetizada.
d) a replicação do DNA é conservativa, isto é, 
as fitas filhas consistem de moléculas de DNA 
parental.
e) a replicação é semiconservativa, isto é, as fi-
tas filhas consistem de uma fita molde e uma 
fita codificadora.
02. (Puccamp) Considere as característi-
cas do DNA abaixo discriminadas:
I. É constituído por uma única cadeia de nucle-
otídeos.
II. Seu açúcar é a desoxirribose.
III. Uma de suas bases nitrogenadas é a timina.
IV. Possui capacidade de autoduplicação.
 Pode-se inferir que:
a) II e III, somente.
b) II e IV, somente.
c) I, III e IV, somente.
d) II, III e IV, somente.
e) I, II, III e IV.
03. (Ufla) Analise as seguintes proposi-
ções em relação à replicação e transcri-
ção do DNA e ao processo de tradução e, 
a seguir, pode-se inferir que:
I. Nos processos de replicação e transcrição as 
principais enzimas envolvidas são a RNA po-
limerase e a DNA polimerase, respectivamen-
te.
II. O processo de tradução ocorre no citoplasma.
III. A replicação do DNA é conservativa.
a) Apenas as proposições II e III estão corretas.
b) Apenas as proposições I e III estão corretas.
c) Apenas a proposição II está correta.
d) As proposições I, II e III estão corretas.
e) Apenas a I está correta.
04. (UEL) Nos supermercados, 
encontramos(Ufpa) Em 1953, Watson e 
Crick decifraram que a estrutura da mo-
lécula de DNA (ácido desoxirribonucleico) é 
uma dupla hélice, responsável pelas carac-
terísticas dos organismos. Com os conheci-
mentos atuais, julgue as afirmativas sobre a 
molécula de DNA: 
I. Na autoduplicação da molécula de DNA, cada 
filamento original serve de molde para a sín-
tese de um novo filamento (duplicação semi-
conservativa).
II. A base nitrogenada adenina emparelha-se 
com a citosina, enquanto a timina emparelha-
-se com a guanina.
III. As bases nitrogenadas dos dois filamentos 
estão unidas por ligações denominadas pon-
tes de hidrogênio.
 Pode-se inferir que está ou estão corretas as 
afirmativas: 
a) I somente
b) II somente
c) I e II.
d) I e III.
e) II e III.
05. (Ufrgs) Sabe-se que a replicação do 
DNA é semiconservativa. Com base nes-
se mecanismo de replicação, assinale 
com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirma-
ções abaixo:
( ) 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 pre-
sentes.
( ) O DNA deve ser desnaturado (desenrolado) 
para tornar-se acessível ao pareamento das 
novas bases.
( ) A enzima DNA polimerase adiciona nucleo-
tídeos 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.
ATIVIDADES ENEM
06. (Pucrs) Em uma pesquisa, uma fita-
-dupla de DNA de leveduras foi construí-
da usando-se isótopos pesados. Depois 
disso, essa fita-dupla passou por um ciclo 
de replicação, no qual foi permitido que as 
novas fitas de DNA fossem construídas com 
isótopos leves. 
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 Comparando-se o peso das amostras de 
DNA antes e depois da replicação, verificou-
-se que, devido à replicação:
a) conservativa, preservam-se as fitas-duplas 
de DNA pesadas e produzem-se novas fitas 
leves.
b) conservativa, formam-se novas fitas-duplas 
de DNA com cadeias leves entremeadas em 
cadeias pesadas.
c) dispersiva, produzem-se novas fitas-duplas 
de DNA com cadeias leves intercaladas em 
cadeias pesadas.
d) semiconservativa, as novas fitas-duplas de 
DNA ficam mais leves que a fita-dupla origi-
nal.
e) semiconservativa, formam-se novas fitas-du-
plas de DNA apenas com cadeias leves.
e) E (Tocoferol).
07. (MODELO ENEM) Em 1993, Kary 
Mullis, um geneticista ao serviço da Ce-
tus, uma empresa de Biotecnologia da 
Califórnia, recebeu o prêmio Nobel da Quí-
mica pelo desenvolvimento de um método 
que permite sintetizar, em poucas horas e in 
vitro, uma grande quantidade de um determi-
nado fragmento de DNA:
 Com base em seus conhecimentos sobre a 
molécula de DNA e sua duplicação, pode-se 
inferir que:
a) O processo de duplicação do DNA é conheci-
do como semiconservativo, pois a "molécula-
-mãe" do DNA, que serve de modelo, origina 
uma molécula de DNA, com duas novas ca-
deias de nucleotídeos.
b) As cadeias do DNA são separadas pelo rom-
pimento das pontes de hidrogênio que fazem 
a ligação entre as bases, num processo cata-
lisado por enzimas.
c) As pontes de hidrogênio que unem ambas as 
fitas do DNA se formam entre as bases nitro-
genadas, representadas pelas letras A, C, G 
e U.
d) Quando as pontes de hidrogênio em uma mo-
lécula de DNA são quebradas obtêm-se ribo-
ses livres.
e) A polimerase do DNA é uma enzima que atua 
na produção de nucleotídeos.
08. (MODELO ENEM) Em 1953, James 
Watson e Francis Crick elucidaram a es-
trutura tridimensional da dupla hélice de 
DNA e postularam que o pareamento especí-
fico de bases nitrogenadas sugere um possí-
vel mecanismo de cópia para o material ge-
nético. Baseado neste postulado, o processo 
de duplicação do DNA é considerado como 
sendo semiconservativo porque:
a) A dupla-hélice original permanece intacta e 
uma nova dupla-hélice é formada.
b) Os dois filamentos da dupla-hélice original se 
separam e cada um serve como molde para 
uma nova fita.
c) Ambos os filamentos da dupla-hélice original 
se fragmentam e servem como moldes para 
síntese de novos fragmentos.
d) Um dos filamentos da dupla-hélice original 
serve de cópia para as duas fitas de DNA.
e) Os filamentos da dupla-hélice original permu-
tam as suas fitas para servirem de cópias de 
DNA.
09. (MODELO ENEM) No processo de du-
plicação de DNA, uma enzima é respon-
sável por possibilitar a ligação entre os 
nucleotídeos que estão formando a nova fita. 
Marque a alternativa que indica corretamente 
o nome dessa enzima:
a) DNA helicase.
b) DNA polimerase.
c) RNA polimerase.
d) DNA ligase.
e) RNA maltase.
10. (MODELO ENEM) O DNA é uma molé-
cula formada por uma dupla fita, enrola-
da uma sobre a outra, que forma uma es-
trutura helicoidal. Essa molécula se caracte-
riza pela sua capacidade de autoduplicação, 
um processo conhecido como:
a) tradução.
b) replicação.
c) transdução.
d) transcrição.
e) retificação.
GABARITOS
QUESTÃO 01 Gabarito: [C]
Comentário: O processo de replicação do DNA 
é semi-conservativo. Isso significa que, em cada 
nova molécula, uma das fitas é original da molécu-
la-mãe e a outra é recém sintetizada.
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QUESTÃO 02: Gabarito: [D]
Comentário: Possui açucar (carboidrato), base ni-
trogenada timina e pode se autoduplicar.
QUESTÃO 03: Gabarito: [C]
Comentário: A principal enzima envolvida na repli-
cação do DNA é a DNA polimerase e no processo 
de transcrição é a RNA polimerase. A replicação 
do DNA é semiconservativa, pois cada molécula 
recém-formada conserva uma das cadeias de nu-
cleotídeos da molécula original. 
Os processos de replicação e transcrição ocorrem 
no núcleo e o processo de tradução ocorre no ci-
toplasma.
QUESTÃO 04: Gabarito: [D]
Comentário: Semiconsevativa pois os dois fila-
mentos servem como molde para produzir duas no-
vas moléculas de DNA. No processo de duplicação 
do DNA, as pontes de hidrogênio entre as bases se 
rompem e as duas cadeias começam a se separar.
QUESTÃO 05: Gabarito: [C]
Comentário: A replicação semiconservativa do 
DNA caracteriza-se por ter cada fita parental como 
molde para a nova fita, e cada um dos dois novos 
DNAs possuir uma fita velha e outra nova. Os qua-
tro deoxirribonucleosídeos trifosfatados que de-
vem estar presentes são os citados com exceção 
de dUTP, que deve ser substituído por dTTP. Para 
que ocorra a replicação do DNA, o mesmo deve ser 
desnaturado para separar as duas fitas-molde, e a 
enzima DNA polimerase é a responsável pelo apor-
te de novos nucleotídeos, de acordo com o molde 
determinado.
QUESTÃO 06: Gabarito: [D]
Comentário: A duplicação do DNA é semiconser-
vativa. Isso significa que cada uma das moléculas 
formadas conserva uma das cadeias da molécula 
original, formando uma cadeia nova complementar. 
Assim, espera-se que as novas moléculas fiquem 
mais leves que a molécula original.
QUESTÃO 07: Gabarito: [B]
Comentário: A enzima responsável pela replica-
ção é a DNA polimerase.
QUESTÃO 08: Gabarito: [B]
Comentário: A replicação semiconservativa do 
DNA envolve a separação das cadeias da molé-
cula mãe que servirão de molde para a produção 
das cadeias complementares. Nesse processo, as 
moléculas de DNA filhas conservam, cada uma, a 
metade da molécula mãe.
QUESTÃO 09: Gabarito: [B]
Comentário: DNA polimerase é a enzima respon-
sável por catalizar a síntese da nova fita de DNA.
QUESTÃO 10: Gabarito: [B]
Comentário: O processo de duplicação de uma 
molécula de DNA é chamado de replicação de DNA 
ou simplesmente duplicação do DNA.
 
REFERENCIAL TEÓRICO
ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J.; RAFF, M.; RO-
BERTS; WALTER, P.; Fundamentos da Biologia 
Celular. Porto Alegre: Artmed, 3ed. 2011.
McMURRY, J., Química Orgânica vol. 1 e vol. 2. 
Editora CENGAGE Learning. Tradução da 6ª Edi-
ção Norte Americana, 2008.
LEHNINGER, A.L.; NELSON, D.L.; COX, M.M. 
Princípios de Bioquímica. 2. ed. São Paulo: Sar-
vier, 2000.
ALBERTS, B.; BRAY, D.; LEWIS, J.; RAFF, M.; RO-
BERTS; WALTER, P.; Biologia Molecular da Célula. 
Porto Alegre: Artmed, 5ed. 2008.
COOPER G.M. & HAUSMAN R.E. A Célula: uma 
abordagem molecular. 3ed. Porto Alegre, Artmed, 
2007.
GRIFFITHS, A.J.F. et al. Introdução à Genética. 10ª 
edição. Rio de Janeiro: Ed.
Guanabara Koogan, 2013.
JUNQUEIRA L.C.U., CARNEIRO J. Biologia Celu-
lar e Molecular. 6ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara 
Koogan, 2005.
JUNIOR, C.S.; SASSON, S.; JUNIOR, N.C. Biolo-
gia VOL 1 – 9° Ed. São Paulo, Saraiva, 2010.
JUNIOR, C.S.; SASSON, S.; JUNIOR, N.C. Biolo-
gia VOL 2 – 9° Ed. São Paulo, Saraiva, 2010
LOPES, S.; ROSSO, S.; BIO volume 2. 1. Ed. São 
Paulo: Saraiva, 2010.
AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R.; Biologia volume 1: 
Biologia das Células 2. Ed. São Paulo: Moderna, 
2004.
AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R.; Biologia volume 1: 
Biologia das Células 2. Ed. São Paulo: Moderna, 
2010.
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AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R.; Biologia volume 2: 
Biologia dos Organismos 3. Ed. São Paulo: Moder-na, 2004.
AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R.; Biologia volume 2: 
Biologia dos Organismos 3. Ed. São Paulo: Moder-
na, 2010.
LINHARES, S.; GEWANDSZNAJDER, F.; Biologia, 
volume único 1. Ed. São Paulo: Ática, 2011.