Aula 2 REPLICAÇÃO DO DNA

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Aula 2:
Replicação do DNA
Curso BQM101 
Bioquímica - Farmácia
Adriana S. Hemerly-IBqM - UFRJ
Funções do DNA:
Herança genética Informação genética
(expressão de genes)
DNA
RNA
Proteína
Replicação
Transcrição
Tradução
Transcrição
Reversa
Relembrando...
DNA
RNA
Proteína
Replicação
Transcrição
Tradução
Transcrição
Reversa
DNA: possui a informação genética e que precisa 
ser transmitida fielmente para as células-filhas
Herança genética
Dogma Central da Biologia Molecular
DNA: possui a informação que precisa ser 
transmitida fielmente para as células-filhas
E como essa informação é passada de célula a 
célula, durante a multiplicação das células?
Ciclo Celular : sequência ordenada de eventos que levam 
à duplicação do DNA e divisão da célula
“A função primordial do ciclo celular é garantir que o DNA replique 
corretamente (fase S) e que seja distribuído igualmente 
entre as células filhas (fase M)”
Nós somos diplóides – 2n – dois cromossomos
2n
2n2n
4n
n= 23 cromossomos (haplóide)
2n= 2 vezes 23 cromossomos (diplóide)
A
aHerança 
materna
Herança 
paterna Individuo diplóide Aa
n= 23 cromossomos (haplóide)
2n= 2 vezes 23 cromossomos (diplóide)
Nós somos diplóides – 2n – dois cromossomos
Estrutura do DNA:
Relembrando...
Replicação de DNA: fatos
A replicação de DNA é semiconservativa:
cada fita de DNA é usada como molde para 
a replicação de uma fita complementar de 
DNA
Síntese do DNA: ligação fosfodiéster
Direção de síntese: 5’ para 3’
DNA polimerase cataliza a adição sucessiva de deoxiribonucleotídeos 5’ trifosfato
DNA polimerase cataliza a síntese a partir de um molde
Precisam de primer com um grupo 3’ OH livre. No DNA genômico este primer é feito de RNA.
Especificidade da seleção de bases complementares:
Antes: checa se a base a ser adicionada é complementar, atividade de síntese 5’- 3’
Depois: Remove base adicionada que não seja complementar, atividade exonucleásica 3’ –5’ 
Diferentes Enzimas: diferentes atividades
Em E.coli:
DNA POL I, elongação 5’ – 3’, exonuclease 3’ – 5’, exonuclease 5’- 3’ síntese/reparo
DNA POL II, elongação 5’ – 3’, exonuclease 3’ – 5’ reparo
DNA POL III, elongação 5’ – 3’, exonuclease 3’ – 5’ síntese: replicação
Em E. coli: 1 erro/109 a 1010 nucleotídeos, esperado 1 erro/104 a 105
Polimerases virais frequentemente não possuem atividade de exonuclease (editoração ou 
“proofreading”)
Mecanismo de replicação de DNA:
Enzima Função Atividade 3’- 5’ exonuclease Fidelidade
Procariotos
Pol I Reparo de DNA e remoção do RNA iniciador Sim Alta
Pol II Reparo de DNA Sim Moderada
Pol III Replicação Não Alta
Pol IV Reparo de DNA; síntese translesão Não ?
Pol V síntese translesão Não ?
Eucariotos
Pol α Síntese de iniciador de RNA Não Média
Pol β Reparo de DNA Sim Baixa
Pol γ Replicação e reparo de DNA mitocondrial Sim Alta
Pol δ Síntese da fita descontínua do DNA e reparo de DNA Sim Alta
Pol ε Síntese da fita contínua e reparo de DNA Sim Alta
Pol ζ Síntese translesão Sim ?
Pol η Síntese translesão Não ?
Pol θ Reparo de DNA Sim
Pol ι Síntese translesão e hipermutação somática Não ?
Pol κ Síntese translesão Não ?
Pol λ Reparo de DNA Não ?
Pol μ Hipermutação somática Não ?
Rev1p Síntese translesão Sim ?
Mecanismo de Replicação do DNA:
As fitas de DNA parentais são completamente 
desenroladas antes que cada uma seja replicada?
A replicação se inicia em locais aleatórios ou em um 
único ponto?
Após a iniciação, a replicação segue em uma direção 
ou em ambas?
Origens de replicação: Onde, quando e como começa a 
replicação do DNA
- Origens de replicação: sítios específicos
no DNA aonde se ligam proteínas
iniciadoras que determinam o local e
quando começa a síntese da nova fita de
DNA.
- Proteínas iniciadoras: ORC e complexo
pré-replicativo (preRC)
Replicação de DNA: início
(pre-RC)
DNA
(origem de replicação)
cdc6
MCM
cdt1
Procariotos
Eucariotos
Replicon: unidade de replicação do DNA contendo uma origem de 
replicação (região fixa do DNA) onde se inicia a replicação.
O inicio da replicação gera uma forquilha de replicação
A replicação é bidirecional
Replicação de DNA: início
•Topoisomerase: corta transientemente 
o DNA, relaxando o DNA 
superhelicoidizado, e religa o DNA
• Helicases: desenovelam pequenas 
regiões de DNA
• DBP: se ligam à fita simples de DNA e 
estabilizam
Forquilhas de replicação
•Topoisomerase: corta transientemente 
o DNA, relaxando o DNA 
superhelicoidizado, e religa o DNA
• Helicases: desenovelam pequenas 
regiões de DNA
• DBP: se ligam à fita simples de DNA e 
estabilizam
• Primase sintetiza primer de RNA (5’-
3’)
• Fita 5’-3’ replicada continuamente 
Síntese do DNA
5’
•Topoisomerase: corta transientemente 
o DNA, relaxando o DNA 
superhelicoidizado, e religa o DNA
• Helicases: desenovelam pequenas 
regiões de DNA
• DBP: se ligam à fita simples de DNA e 
estabilizam
• Primase sintetiza primer de RNA (5’-
3’)
• Fita 5’-3’ replicada continuamente, 
fita 3’-5’ descontinuamente
• DNA POL III, contínua; DNA POL I
remove primers (exonuclease 5’-3’)
• DNA Ligase cataliza as pontes 
fosfodiester restantes
Síntese do DNA
Procariotos Eucariotos
Origens de replicação Ori C Não determinado
Proteínas iniciadoras Pré-RC (DnaA, DnaB, DnaC) Pré-RC (ORC1-6, Cdc6, Cdt1, MCM2-7)
Helicase DnaB MCM2-7
Topoisomerase Topoisomerase II Topoisomerase I e II
Proteínas estabilizadoras de
DNA fita simples
SSB RP-A
Síntese do iniciador de RNA Primase DNA pol a:primase
DNA polimerase utilizada na
elongação
DNA pol III DNA pol d e DNA pol e
Ligação dos Fragmentos de
Okazaki
DNA ligase DNA ligase
Terminação da replicação Topoisomerase II Telomerase
Quadro comparativo entre proteínas envolvidas na 
replicação de procariotos e eucariotos.