Replicação do DNA

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Replicação do DNA 
 
→Fluxo unidirecional 
- Duplicação do DNA ( replicação) 
 A replicação do DNA é semi-conservativa = 2 cópias 
idênticas às originais 
 A replicação em eucariotos é mais rápida, pois seu 
cromossomo não é tão compactado como no eucarioto 
-Transcrição 
-Tradução 
→ Postulado por Francis Crick em 1958 
→ Explica como ocorre o fluxo de informações do código 
genético 
→ Mostra principalmente que uma sequência de um ácido 
nucleico pode formar uma proteína, entretanto o contrário 
não é possível 
 
 
Semi- conservativa 
 
 
 
→ A replicação do DNA necessita da soma de diversos 
fatores, que trazem um “ambiente favorável” (sinalização), 
como: 
-Maquinaria enzimática 
-Substrato orgânico (nucleotídeos) 
- Energia (ATP) 
→ Existe sequência no DNA que sinalizam o ponto de 
origem do processo de replicação = em eucariotos 
→ Ponto de origem tem grande quantidade de Adenina e 
Timina, já que as pontes de hidrogênio da mesma possuem 
ligação duplas sendo mais fácil de quebrar 
 
 
→ Os procariotos não possuem mais de 10 mil pontos de 
origem, possuem apenas um ponto de origem pois o DNA é 
menor e circular, menor que o humano, não está agrupado 
em cromossomos necessitando só de um ponto de origem 
→Abertura para replicação = bolhas de replicação 
- Onde tiver ponto de origem formará bolha e as mesmas 
podem se fundir pois as bolhas vão crescendo 
-Possuem duas forquilhas 
→ Existem vários pontos de origem para que a replicação 
seja mais rápida, o processo inicia simultaneamente nos 
pontos de origem 
 
 
 
→ Bolhas de replicação = nome da região que a bolha está 
avançando é forquilha da replicação, sentido da bolha é 
bidirecional 
→ As moléculas de DNA no processo de serem replicadas 
contêm junções na forma de Y, denominadas forquilhas de 
replicação. Duas forquilhas de replicação são formadas em 
cada origem de replicação 
→ Em procariotos a forquilha avança cerca de 1000 pares 
de nucleotídeos e em eucariotos em 100 pares de 
nucleotídeo por segundo 
 
 
 
DNA polimerase I 
✓ Remove o primer de RNA da fita descontínua 
 
DNA polimerase II 
✓ Atividade mais lenta – envolvida no reparo do DNA 
 
DNA polimerase III 
✓ Principal enzima que realiza a replicação em procariotos 
 
→ DNA polimerase 3 é a principal pois a mesma consegue 
sozinha sintetizar a fita complementar em mais de 50000 
mil nucleotídeos, possui exonuclease revisando assim o 
seu trabalho sempre que adiciona um nucleotídeos a 
mesma volta um e verifica se o mesmo está correto, se 
houve erro retira o errado e adiciona o correto, é uma 
atividade revisora 
As outras enzimas são capazes de realizar polimerização 
mas não na mesma velocidade realizam manutenção , a 
polimerase 3 é mais utilizada para reparo e revisão 
 
 O DNA é sintetizado no sentido 5’ -> 3’ ? 
→ O DNA polimerase do tipo 3 só consegue adicionar 
nucleotídeos quando houver extremidade 3 OH livre na 
cadeia 
→ A quebra do trifosfato para pirofosfato é a fonte de 
energia para a síntese da polimerização = o nucleotídeo 
chega na forma de nucleotídeos trifosfato ao se ligar forma-
se uma ligação fosfodiester, a base nitrogenada forma uma 
ponte de hidrogênio e dessa ligação forma-se o pirofosfato 
 
 
1) Descompactação da cromatina 
 ✓ Realizada pelo complexo de remodelamento da 
cromatina 
2) Reconhecimento da origem de replicação 
✓ Feito pelas proteínas iniciadoras 
3) Desenrolamento/distorção da dupla-fita 
✓ Ação da DNA topoisomerase 
= tira a tensão para evitar que o DNA se embole ou quebre = 
INICIAÇÃO 
4) Separação das fitas 
✓ Ação da DNA helicase, realizando a clivagem, ou seja, 
corta as pontes de hidrogênio existentes entre os 
nucleotídeos 
 ✓Proteínas SSB, ou proteínas ligadoras de fita simples, 
estabilizam as fitas, mantém protegidas, abertas evitando 
que a fita simples se enovele com ela mesma, até que 
venha a DNA polimerase e sintetize a fita complementar 
 
5) Síntese de novas fitas 
✓ Ação da DNA primase, que adiciona os primers (“molde”) 
para que a DNA polimerase possa se ligar à fita simples e 
realizar a leitura, complementando os pares de bases 
✓ Posteriormente, a DNA ligase realiza a última ligação 
entre os fosfatos dos fragmentos de DNA que vão sendo 
formados 
OBS.: a energia para a ligação de um nucleotídeo ao outro é 
advinda da hidrólise do dATP, dGTP, dTTP ou dCTP 
 
6) Reorganização e compactação da cromatina 
✓ Novamente pela ação do complexo de remodelamento 
da cromatina 
 
 
 
Alongamento 
 
✓ Realizada pela DNA polimerase 3 
✓Para haver síntese da molécula de DNA é 
necessário um primer 
-Primer= pequena sequência de RNA 
-Nenhum DNA é formado sem um primer 
✓ A primase sintetiza um primer de RNA para 
garantir uma 3 OH livre 
✓ A enzima DNA polimerase tem uma alta taxa de 
fidelidade, erra pouco 
 
 
Fita líder 
→ Primase age uma vez 
→ A replicação ocorre de maneira contínua 
→ Síntese da fita líder 
✓A fita de baixo é a fita complementar da fita molde 
✓ Se a fita molde está no sentido 5 para 3 -> a outra vem 
ao contrário 5 para 3 <- = sentido das fitas é antiparalelo 
 
Fita retardada 
→ A replicação ocorre de forma descontínua, pois é 
preciso colocar vários primers conforme a helicase abre a 
fita (fragmentos de Okazaki) 
 
 
 
 
RNAse H identifica e 
remove cada iniciador 
 de RNA 
 
A DNA polimerase I 
Preenche essa lacuna, 
deixando uma molécula 
de DNA completa 
 
O selamento dessa 
quebra é realizado 
 por uma enzima 
 chamada ligase do 
 DNA 
 
 
 
 
→ DNA helicase 
✓ Abre a molécula de DNA (desfaz a dupla cadeia) - há 
gasto de ATP para essa abertura 
 
→ DNA polimerase de reparo 
✓ Substitui o RNA por DNA 
 
→ RNA primase/polimerase 
✓ Sintetiza iniciadores de RNA (primers que fornecem 
uma extremidade 3’ -OH livre) 
✓ Após a síntese do iniciador, a primase se desliga do DNA 
 
→ RNAse H 
✓ Degrada os primers de RNA colocados para a Replicação 
 
→ DNA ligase 
✓ Realiza a união dos fragmentos de Okasaki 
✓ Liga o DNA recém-sintetizado ao antigo 
 
→ Proteínas SSBP 
✓ Proteínas de ligação de cadeia simples que mantêm as 
forquilhas de replicação abertas 
 
→ DNA girase/topoisomerase 
✓Corta a molécula, corrige a torção e religa o DNA, para 
evitar a super helicoidização 
 
→ DNA polimerase 
✓ Realiza o pareamento específico entre os nucleotídeos, 
gerando a nova dupla-fita 
✓ É enzima catalisadora da reação de polimerização da 
fita complementar 
 
→ DNA polimerase III 
✓ Sintetiza a nova cadeia de DNA 
✓Necessita da sequência iniciadora que forneça uma 
extremidade 3’ -OH livre 
✓ Mecanismo de verificação de erros (proofreading) 
 
 
 
→ O final de cromossomos lineares gera um problema 
durante a replicação do DNA 
 
→ Como a DNA polimerase necessita de hidroxila livre na 
extremidade 3’, a maquinaria de replicação sintetiza a fita 
descontínua em sentido contrário ao da abertura da dupla-
fita 
 
→ Primers disponibilizam –OH 3’ livres em intervalos 
regulares ao longo da fita descontínua 
 
→ Enquanto a fita líder é sintetizada continuamente da 
extremidade 5’ para a 3’, a fita descontínua não chega ao 
fim do cromossomo 
 
→ Mesmo se um iniciador de RNA fosse sintetizado bem 
nessa extremidade do cromossomo, a síntese da fita 
descontínua não seria completada 
 
→ Esse iniciador forneceria o –OH 3’ necessário para a 
síntese do DNA. Mas, como todos os primers, ele seria 
removido em seguida 
 
→ O –OH 3’ dos fragmentos adjacentes de DNA fornecem o 
ponto de partida para síntese do DNA que substitui os 
iniciadores 
 
→ No entanto, no fim do cromossomo, não há –OH 3’ 
disponível para permitir a síntese de DNA 
 
→ Por esse motivo, os cromossomos seriam 
progressivamente encurtados a cada ciclo de replicação 
celular 
 
→ Esse problema é resolvido pela enzima DNA Telomerase 
 
→ Cromossomos têm em sua ponta sequências 
nucleotídicas especiais, chamadas de “telômeros” 
 
→ A DNA telomerase reconhece essa ponta com 
sequências repetidas e, usandoum template de RNA 
no interior da enzima, a telomerase alonga a fita parental 
na direção 5’ -> 3’ e adiciona repetições dessa sequência 
conforme se move ao longo dessa Fita 
 
→ A fita nova é então completada pela DNA polimerase 
alfa, que carrega uma DNA primase como Subunidade 
 
→ Dessa forma, a informação original ao fim do 
cromossomo linear é completamente copiada nas 
novas fitas 
 
 
✓ Parte final do DNA 
✓ Dentro da telomerase tem um molde de RNA faz 
complemento em cima , alonga o DNA para que possa vir 
uma primase para faze r um molde de rna no molde, vem a 
polimerase alfa feito por ela completando o DNA