Replicação DNA

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Replicação do DNA 
 Replicação da E. coli é muito rápida e tem uma 
pequena taxa de erro 
 A cada 20 minutos tem uma nova geração 
 Replicação - 1.000 nucleotídeos /segundo <1 erro 
/bilhão de nucleotídeos 
Quando? 
 Procariotos 
Processo continuo, pois, a célula está constantemente 
se multiplicando 
 Eucariotos 
Só se dividem quando célula precisa se dividir  na 
fase S que quando ocorre a replicação do DNA (meiose) 
Experimento de Meselson-Stahl 
 Replicação conservativa 
 Conserva uma fita parental e faz uma nova fita com 
molécula novo 
 DNA com fita 100% novo e DNA com fita 100% 
parental 
 
 Replicação dispersiva 
 Cada fita filha teria um pedaço de molécula 
parental e molécula nova 
 DNA com fita parental e nova 
 
 Replicação semiconservativa 
 Mantem uma fita parental e uma fita nova 
 DNA com fita 50% nova e 50% parental 
 
 
Como ocorre 
 Abertura das fitas na bolha de replicação = 
forquilha de replicação 
 Bolha pode seguir replicando por um lado ou para 
dois lados 
 Quando tem replicação bidirecional  tem 2 
forquilhas de replicação 
 Eucariotos tem várias origens de replicação e 
quando as bolhas se encontram elas se fusionam 
 tem como resultado 2 moléculas (fitas) novas 
 
 
 
 
Tipos de replicação 
 Replicação teta 
 Replicação bidirecional dando origem a duas 
moléculas de DNA circulares  uma molécula com 
fita de origem parental e outra molécula de fita 
nova 
 
 
 Replicação por círculo rolante 
 Em alguns vírus e no fator F 
 Quebra do esqueleto 3’OH e 5’P, solta fita parental 
e é formada uma nova fita no final 
 1 molécula de fita dupla com fita parental e fita 
nova 
 
 Molécula parental solta  pode se religar e 
começar novamente o processo 
 
 Replicação linear eucariótica 
 Várias origens de replicação 
 Processo termina sempre da mesma forma  duas 
moléculas de fita semiconservativa 
 
Necessário para replicação 
 Fita molde 
 dNTPs  nucleotídeos de 3 fosfatos 
 Proteínas 
Sentido 
 A partir da fita parental é feita a síntese de novas 
fitas na forquilha de replicação 
 Uma fita do sentido 5’3’ e outra no sentido 
3’5’ = sempre antiparalelas 
 
Sentido da síntese 
 Fita continua e fita descontinua (fragmentos) 
 Sempre no sentido 5’3’  forma que a 
polimerase consegue fazer 
 Fita no sentido 3’5’ é fita descontinua  
polimerase não consegue ir nesse sentido  
polimerase vai dando pulo para frente e 
polimerizando atrás  forma fragmentos de 
okazaki (fragmentos) 
 Fragmentos na replicação teta e na eucariótica 
linear 
 Modelo círculo rolante não tem fragmentos de 
okazaki  apenas replicação continua 
 
Replicação bacteriana 
 Iniciação 
 oriC  origem de replicação 
 Possui box de dnaA 
 Sequência rica em AT  para as fitas se separarem 
com mais facilidade (tem 2 pontes de hidrogênio) 
 
 Proteína de iniciação 
 DnaA = faz a abertura das 2 fitas, apenas na parte 
da origem e após sai 
 
 Helicase  desfaz pontes de hidrogênio 
 Replissomo  após a abertura das fitas feitas pela 
helicase 
 
 
 Desenrolamento 
 DNA helicase  rompe ponte de hidrogênio 
 SSB  proteínas de ligação de fita simples = evita 
que a fita se liga de novo, então permite que as 
fitas permaneçam abertas até a polimerase chegar 
 Girase (Topoisomerase)  conforme abre a fita de 
DNA, o DNA que permanece enrolado fica cada fez 
mais comprimido, então Topoisomerase faz o 
relaxamento de da torção da fita de DNA (se não 
ocorre a girasse a forquilha de replicação não 
conseguiria ir adiante e iria parar  parada da 
replicação = morte celular (apoptose) 
 
 
 
 Alongamento 
Polimerização das fitas  uma fita continua e outra 
descontinua (fragmentos) 
Síntese do filamento descontínuo 
 
 
 DNA polimerase III 
 Complexo multiproteico 
 Polimerase 5’3’ 
 Exonuclease 3’5’ (repara DNA caso coloque um 
nucleotídeo errado) 
 Coloca nucleotídeo em qualquer lugar 
 
 Primase = RNA pol 
 Só consegue colocar nucleotídeo (primer) novo 
onde já tem 3’OH sobrando 
 Precisa da polimerase para colocar um nucleotídeo 
inicial e assim colocar seus nucleotídeos 
 1 primer na fita descontinua 
 Vários primers na fita descontinua  cada 
fragmento tem seu primer 
 
 
 DNA polimerase I 
 Polimerase e exonuclease 
 Remove os primers de RNA e coloca fragmentos de 
DNA no lugar 
 
 DNA ligase 
 Liga açúcar e o fosfato dos nucleotídeos que estão 
na fita 
 Não adiciona nucleotídeos!!! 
 
 
Primase coloca o primer  DNA pol III estende até o 
próximo primer(fragmento)  DNA pol I remover 
primer e adiciona DNA DNA ligase junta os 
fragmentos que já existiam 
 
 
 Terminação 
 Encontro de 2 forquilhas de replicação se 
encontram 
 Ou quando encontra os sítios Ter = bloqueia o 
movimento da helicase 
 
 Correção de erro 
 DNA polimerase III 
 Corta os 2 fosfatos da região 5’ e coloca 
nucleotídeos que se ligam na extremidade 3’ OH 
 
Estrutura das enzimas replicação bacteriana 
 DNA pol I 
 Remove primers de RNA e adiciona nucleotídeos 
 
 DNA pol III 
 Unidade alfa  polimerização 
 Utilização beta  adesão ao DNA, permite que fica 
bastante tempo “colado” no DNA (região grampo) 
 Unidade E  correção de erro = fazer remoção do 
nucleotídeo errado 
*DNA polimerase SEMPRE precisa de pontas 3’OH 
 
 
 
Replicação eucariótica 
 Início 
 Tem várias origens porem não usa todas as origens 
de uma vez só, apenas algumas 
 
 Licenciamento de origens 
 Ligação de proteínas especificas em algumas 
origens 
 Algumas origens são selecionadas aleatoriamente 
 Maquinário da replicação se liga apenas a origem 
licenciada 
 Todas as origens de eucariotos são usadas a cada 
ciclo de replicação? Não, usa algumas e não usa 
outras 
 
 
 
 
 
 DNA polimerases 
 
 Remoção dos primers 
 Ribonuclease = remove nucleotídeos 
 
 Nucleossomos 
 Chaperonas de histonas 
 Remoção dos nucleossomos para ocorre replicação 
 Ligação dos nucleossomos nas fitas filhas 
 Aproveita histonas parentais e fica com histonas 
novas 
 
 Extremidades 
 
 DNA linear 
 Chega momento que fica sem 3’OH 
 Ação da enzima telomerase  tem fita de RNA que 
vai se juntar na ponta do cromossomo 
 Sequencia pequena e repetida 
 DNA perde uma pontinha do DNA 
 Após a primase + DNA polimerase aparece para 
realizar replicação 
 Tem regiões telomerases  Org. unicelulares, 
células germinativas, células embrionárias iniciais e 
algumas células somáticas proliferativas 
 
 DNA circular  não tem extremidade 
 
Funções que mudam de procariotos para eucariotos 
X Y, x tem a mesma função que Y mas no eucariotos 
 Primase  Dna polimerase A 
 DNA polimerase III  DNA polimerase delta 
(tardia) 
 DNA polimerase  DNA polimerase épsilon 
(continua) 
 Subunidade beta  região grampo  região PCNA 
= manter DNA polimerase ligada ao DNA