GENÉTICA REPLICAÇÃO DO DNA

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Caroline Lima Pires 
 
GENÉTICA – REPLICAÇÃO DO DNA (RESUMO PARA PROVA) 
1. INTRODUÇÃO 
 Uma célula vai replicar o seu material genético quando ela for gerar novas células. Uma célula com 46 
cromossomos, para conseguir gerar mais duas (cada uma com 46 cromossomos), precisa antes duplicar o 
seu material genético (o que antes era 46 passa a ser 92) e, só depois disso dividir e cada uma ficar com 
46 cromossomos. 
 
2. REPLIÇÃO SEMI-CONSERVATIVA: 
 É um processo que vai gerar duas moléculas a partir de uma. Portanto, o material final tem uma característica 
híbrida, ou seja, nessa nova molécula vai conter uma parte velha e a outra parte nova. Isso acontece porque o 
processo conserva e usa como modelo as fitas velhas. 
 O DNA é replicado por meio da deselicoidização dos dois filamentos da dupla-hélice e da construção de um novo 
filamento complementar em cada um dos filamentos separados da dupla-hélice original. 
 Nas bactérias, como o DNA é circular, existe um único ponto de origem para a replicação. Já no caso da espécie 
humana e de outras espécies que contenham um material genético mais jovem e mais complexo, vai haver 
múltiplas origens (são os pontos de início desse processo). E essas origens estão espalhadas em torno do material 
genético. Esses locais de iniciação são ricos em adenina e timina (inclusive muito mais do que citosina e guanina. E 
isso se dá porque entre adenina e timina existem 2 pontes de hidrogênio, enquanto que citosina e guanina 
possuem 3 pontes. 
 
3. ABERTURA DA DUPLA FITA: 
 DNA HELICASE: Promove a quebra das pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas para a fita de DNA iniciar 
o processo de replicação. 
 TOPOISOMERASES: São enzimas importantes para abertura da fita de DNA, junto com as helicases, no processo de 
desnaturação. Essas topoisomerases atuam desenrolando e relaxando a molécula, desfazendo a tensão nela e 
evitando que ela se quebre. 
 A principal topoisomerase é a girase 
 Existem alguns tipos de topoisomerases; elas diferem na sua função. Podem estar distribuídas em quantidades 
diferentes, em diferentes espécies celulares (procariontes e eucariontes). 
 
4. PROTEÍNAS LIGADORAS DE FITA SIMPLES (SSB): 
 Atuam de maneira a manter a fita simples separada uma da outra, evitando o anelamento. 
 Essas proteínas, portanto, ajudam a evitar a renaturação, reaproximação e consequente estabelecimento das 
ligações de hidrogênio (até então desfeitas pela helicase). 
 
5. DNA POLIMERASE: 
 É a enzima que faz o polímero de DNA. 
 É a enzima que gera o encadeamento, faz a união entre os monômeros (nucleotídeos) e forma o monômero 
chamado de DNA. Essa enzima atua polimerizando o material genético. 
 
6. VISÃO GERAL DA REPLICAÇÃO DO DNA: 
 A DNA polimerase III catalisa a síntese de DNA na forquilha de replicação. 
 A medida em que a DNA pol III avança, a dupla-hélice é continuamente desenrolada à frente da enzima para 
expor comprimentos adicionais de filamentos de DNA simples que atuarão como moldes. 
 Tendo em vista que a DNA polimerase sempre adiciona nucleotídios na extremidade 3′ em crescimento, apenas 
um dos dois filamentos antiparalelos pode atuar como molde para a replicação na direção da forquilha de 
replicação. Em relação a esse filamento, a síntese pode ocorrer de modo contínuo e suave na direção da 
forquilha; o novo filamento no sentido líder é denominado filamento contínuo (no sentido líder, leading). 
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 A polimerase sintetiza um segmento, em seguida se movimenta de volta para a extremidade 5′ do segmento, 
onde a forquilha em crescimento expôs o novo molde e inicia o processo novamente. Esses trechos de DNA 
recém-sintetizado são denominados fragmentos de Okazaki. 
 Os primers são sintetizados por um conjunto de proteínas denominado primossomo, do qual um componente 
central é uma enzima denominada primase, um tipo de RNA polimerase. 
 No filamento contínuo, é necessário apenas um primer inicial, tendo em vista que, após a ação do primer inicial, o 
filamento de DNA em crescimento atua como primer para a adição contínua. Entretanto, no filamento 
descontínuo, cada fragmento de Okazaki necessita de seu próprio primer. 
 Uma DNA polimerase diferente, pol I, remove os primers de RNA com sua atividade de exonuclease 5′ para 3′ e 
preenche as lacunas com sua atividade de polimerase 3′ para 5′. Outra enzima, a DNA ligase, une a extremidade 
3′ do DNA que preencheu a lacuna à extremidade 5′ do fragmento de Okazaki. O novo filamento assim formado é 
denominado filamento descontínuo (lagging). 
 Tendo em vista que a primase não apresenta uma função de revisão, o primer de RNA apresenta maior 
probabilidade de conter erros do que o DNA. A necessidade de manter a alta fidelidade da replicação é um 
motivo pelo qual os primers de RNA nas extremidades dos fragmentos de Okazaki precisam ser removidos e 
substituídos por DNA. 
 A replicação do DNA ocorre na forquilha de replicação, onde a dupla-hélice está desenrolando e os dois 
filamentos estão se separando. A replicação do DNA prossegue continuamente na direção da forquilha de 
replicação em deselicoidização no filamento contínuo. O DNA é sintetizado em segmentos curtos, na direção para 
longe da forquilha de replicação, no filamento descontínuo. A DNA polimerase necessita que um primer, ou uma 
cadeia curta de nucleotídios, já esteja posicionado para iniciar a síntese. 
 
7. CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DA DNA POLIMERASE: 
 Enzima que catalisa a adição de nucleotídeos a extremidades 3’ de uma fita de DNA; 
 Precisa de um molde – cadeia molde complementar; 
 Mecanismo de polimerização é no sentido 5’-3’ (5’ com fosfato e 3’ com 
 pentose); 
 Incapaz de fazer DNA do zero (precisa ter extremidade 3’OH livre); 
 Possui mecanismo de correção de erros no sentido 3’-5’. 
 As fitas de DNA são antiparalelas, atuando em sentidos opostos sendo, portanto, um processo bidirecional. 
 A extremidade com 3’OH livre é encontrada na ribose (açúcar do RNA), ou seja, a replicação começa com 
nucleotídeos de RNA. 
 Com isso, irão ficar pedaços de RNA misturados com os DNAs, porém, no final do processo, isso será removido e 
substituído por nucleotídeos de DNA. 
 
CONCLUSÃO – REPLICAÇÃO 
 A replicação é um processo que ocorre para que a célula seja dividida, e acontece na fase S do ciclo celular 
 (interfase), antes da mitose; 
 A replicação é semiconservativa (conserva metade do material genético da fita mãe); 
 É um processo bidirecional, pelo fato da polimerase trabalhar em um único sentido (5’-3’) e as fitas serem 
antiparalelas; 
 Tem um repertório muito grande de enzimas, o que torna o processo relativamente complexo. 
 
8. REAÇÃO EM CADEIA DA POLIMERASE: 
 Processo realizado em vários ciclos com diferentes temperaturas, que serão importantes para substituir 
algumas funções de enzimas que são utilizadas no processo in vivo da replicação. 
 Na reação de PCR é utilizado a mostra do paciente ou do vírus ou da bactéria - DNA a ser amplificado. 
 Primers: Vão dar a região 3’ OH livre para a polimerase trabalhar. E o primer é desenhado tanto para a fita de 
cima quanto para a de baixo – Forward e Reverse, respectivamente (Sence e anti Sence); 
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 dNTPs: Nucleotídeos; 
 DNA polimerase; 
 MgCl2: Funciona como co-fator para a ativação da polimerase (a polimerase não funciona bem sem ele); 
 H2O, RNASE e DNASE FREE: água específica livre de enzimas 
 RNASE E DANSE: para isso existem processos de purificação da água, como destilações, juntamente com 
irradiações ultravioletas, para retirar essas enzimas da água; 
 Tampão: utilizado para manter o pH estável da reação.9. REAÇÃO DE PCR – DIVIDIDA EM 3 FASES: 
1. DESNATURAÇÃO: é a quebra das pontes de hidrogênio, e consequentemente, separação da dupla fita (in 
vivo quem tinha essa função era a helicase). 
2. HIBRIDIZAÇÃO OU ANELAMENTO DOS PRIMERS: É quando os primers se encaixam na sequência de 
interesse a ser amplificada, ou seja, quando eles formam um pareamento especifico em determinada 
região e deixam a extremidade 3’ OH livre, para que o DNA polimerase possa estender o restante da fita. 
3. EXTENSÃO: É quando todo o fragmento é estendido, com a atuação da enzima Taq DNA POLIMERASE. É 
uma polimerase que foi extraída de uma bactéria que vive em ambientes quentes com altas variações de 
temperatura. E mesmo sendo extraída de uma bactéria, ele consegue fazer a síntese do DNA, consegue 
fazer a replicação do DNA, pelo fato de o DNA ser quimicamente universal. 
 
 
10. ELETROFORESE: 
 É uma técnica de separação de fragmentos moleculares. Pode ser utilizada para proteínas, RNA, DNA. 
 Após a técnica de PCR, pode-se utilizar a técnica de eletroforese, que utiliza uma matriz gelatinosa para a 
separação desses fragmentos e posterior visualização deles. 
 É possível identificar o material genético após a eletroforese utilizando uma luz ultravioleta que evidencia esse 
material; 
 O gel fica em um polo negativo e o DNA irá migrar para o polo oposto que é o pólo positivo, por ter muito 
fosfato. 
 
11. TIPOS DE PCR: 
 PCR convencional: É o mais utilizado; 
 Nested PCR: é utilizado quando, ao fazer uma amplificação, o resultado sai bem fraco. 
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 PCR em tempo real (q PCR): Não precisa de eletroforese; o resultado sai de imediato. O “q” é porque ele é 
quantitativo, mostra o número de cópias. 
 RT-PCR: é uma reação que faz uma transcrição reversa antes de começar. RT significa transcriptase reversa. 
Utiliza o RNA e com a transcriptase ele se transforma em DNA; 
 PCR multiplex: No mesmo tubo faz o diagnóstico de 4 a 5 vírus diferentes com uma única amostra. 
 O papel da maior parte das enzimas é substituído por temperatura ou reagentes utilizados na técnica; 
 É aplicada para fins diagnósticos na identificação, quantificação e análise de processos fisiopatológicos.