Replicação do DNA

Prévia do material em texto

BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR 1 
 
 
 
 
 
 
1. Para que haja a divisão celular é necessário que 
ocorra a duplicação do material genético, com o 
mínimo de alterações possíveis na sequência de 
DNA, o que de fato acontece, já que existe apenas 
cerca de um erro a cada bilhão de nucleotídeos. 
Portanto a replicação é o processo de duplicação de 
uma molécula de DNA, além disso, os mecanismos 
de replicação dos procariotos e eucariotos não são 
idênticos. 
 
2. ESTRUTURA DO DNA: 
. 
 Dupla-hélice. 
 Cadeias de polinucleotídeos (2 fitas) 
antiparalelas (direções opostas) e as bases de 
cada fita se ligam através de pontes de H. 
 As bases complementares são: Púricas (A e G) 
e Pirimídicas (T e C). 
 Mesma distância entre as fitas 
(equidistância). 
 
3. A replicação do DNA é um processo 
SEMICONSERVATIVO, pois cada fita do DNA- 
Mãe funciona como molde para a síntese das 
novas fitas das moléculas de DNA- Filha. 
– Existem algumas HIPÓTESES (não 
comprovadas!) a cerca de ser um processo: 
 
I. CONSERVATIVO: Em que as fitas novas, recém-
sintetizadas, constituiriam a nova fita dupla e a 
fita dupla original se manteria como tal. 
II. DISPERSIVO: “Hibridização” entre as moléculas da 
fita nova e da fita molde por quebras e reconstituições, 
resultando em fitas como “colcha de retalhos” entre o 
molde e a nova. 
 
4. ETAPAS DA REPLICAÇÃO DO DNA: 
 Esse processo inicia-se em uma sequência particular 
de nucleotídeos, geralmente sequencias gênicas ricas 
em A e T, já que as ligações entre elas são menos 
intensas, chama-se origem de replicação, que serve 
como um local específico para a atuação de proteínas 
que iniciam o processo de síntese do DNA, essas 
proteínas são as enzimas. 
 
 – HELICASES: São as enzimas que por meio da quebra 
de moléculas de ATP promovem a formação das 
forquilhas de replicação através do rompimento das 
pontes de H entre as bases nitrogenadas, estas são: 
I. Estruturas em Y resultantes do deslocamento 
do complexo de replicação sobre o DNA. 
II. A abertura das fitas é feita e cada uma se torna 
um molde, existindo duas forquilhas em cada 
origem de replicação. 
 
 – SSBPs (Single stranded binding proteins): Uma vez 
separadas, as fitas tendem a unir-se novamente, tal 
situação é resolvida pelas SSBPs que mantém a 
estabilidade da fita (simples) de DNA, protegendo da 
degradação. 
 
 – TOPOISOMERASE: Mantém a fita dupla unida de 
forma que a molécula não se desfaça durante a 
replicação. 
 – PRIMASE: A DNA polimerase não é capaz de iniciar 
por si a síntese do DNA, depende da atividade da 
primase que é um tipo de RNA polimerase responsável 
por sintetizar um fragmento de RNA denominado 
primer (cerca de 10 nucleotídeos). 
 Nessa fase não existe mecanismo de reparo, 
ou seja, se ocorrer a adição de algum 
nucleotídeo de maneira inadequada ela não vai 
MONITORIA 2017.2 
Monitores: Victor Gonçalves e Juliana Mota 
VII. REPLICAÇÃO DO DNA 
BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR 2 
 
 
reparar, logo os iniciadores tem índices de 
erros. 
 Para resolver isso, o DNA é acrescentado por 
enzimas de reparo e assim, haverá 
polimerização com verificação de reparo. 
 
 – DNA POLIMERASE: Atraída pelo primer colocado 
pela primase, ela se liga a fita molde que tem sentido 
3'-5', e a partir da extremidade 5' (substrato perfeito), 
começa a adição de nucleotídeos para construir a nova 
fita de DNA complementar. Ela hidrolisa o trifosfato de 
nucleotídeo e gera energia, pois acrescenta 
desoxinucleosídeos trifosfato (dNTPS, dATP, dGTP, 
dCTP...) e quando eles adicionam os nucleotídeos 
complementares a fita molde utilizam o P para realizar 
a ligação fosfodiéster entre o OH da pentose do último 
nucleotídeo da fita molde e o grupo 5' do nucleotídeo 
a ser incorporado, ou seja, ocorre a adição no sentido 
5’3’ (contínuo). Essa enzima fica aderida e não se 
desprende da fitas em formação devido a presença de 
proteínas grampo deslizantes. A DNA polimerase faz a 
adição de nucleotídeos de duas formas: 
I. Fita contínua (fita-líder): Faz a adição de 
nucleotídeos continuamente e sem pausas por 
conta do substrato ser do sentido 3'-5', portanto, 
a fita complementar fica no sentido 5'-3'. 
II. Fita descontínua: Fita retardada ou fragmentos 
de Okazaki, necessita de mais de um primer para 
a síntese, já que acontece no sentido oposto ao 
da forquilha de replicação, sendo uma síntese 
descontínua e com várias pausas. 
 – NUCLEASE: Degrada o RNA iniciador, ou seja, 
remove o primer. 
 – POLIMERASE DE REPARO: Substitui o iniciador por 
DNA (primer), podendo ser parte dos fragmentos de 
Okazaki (são fragmentos existentes na replicação 
descontínua, no sentido 3'5', sendo esses fragmentos 
necessários uma vez que a DNA polimerase não 
consegue fazer essa adição de nucleotídeos 
continuamente). 
- DNA LIGASE: Promove a união do fosfato 5' de um 
fragmento de DNA aos outros, preenche os espaços 
existentes na fita de forma retardatária. Por outro 
lado, o filamento líder (fita sentido 3'-5'/ molde) é 
contínua e tem polimerização rápida obedecendo 
as mesmas etapas dos fragmentos de Okazaki, 
porém a DNA ligase não atua. 
 Elas adicionam inúmeras cópias com mesma sequência 
a fim de preenchimento. 
 Sem atividade da telomerase, os cromossomos 
tornam-se menores, a cada ciclo de replicação, por 
perda de parte da região telomérica. Com o tempo os 
telômeros são totalmente perdidos e as deleções 
passam a ocorrer sobre regiões codificantes. Esse 
encurtamento progressivo dos cromossomos é 
considerado um dos fatores que limita ou impossibilita 
a divisão celular contínua e está associado 
provavelmente ao processo normal de envelhecimento 
(de células, tecidos e consequentemente do organismo 
como um todo). 
 
 TELOMERASE: 
 Formam os telômeros, que são constituídos de 
repetições de um conjunto de 6 nucleotídeos 
(sequência TTAGGG). 
 A telomerase se liga a uma molécula especial de 
RNA que contém uma sequência complementar à 
repetição do telômeros, reconhece a extremidade 
dessa sequência, estabelece ligação com o DNA 
prolonga (adiciona nucleotídeos) a extensão da fita 
do DNA do telômero usando um RNA como molde. 
Quando a extensão está longa o suficiente, pode-
se fazer uma fita complementar através do 
mecanismo comum de replicação de DNA (Usando 
um RNA primer e DNA polimerase), produzindo 
uma fita dupla de DNA. 
 As células eucariontes possuem uma sequência 
nucleotídica especial nos telômeros que atraem a 
telomerase e evitam que a replicação da fita 
retardada fique incompleta pela replicação 
convencional. 
BIOLOGIA CELULAR E MOLECULAR 3