Replicao do DNA Vera Andrade DNA Macromolculas polinucleotdica

Replicação do DNA Vera Andrade

DNA • Macromoléculas polinucleotídica • Nucleotídeo • Açúcar • Base nitrogenada • Ácido fosfórico • Enzima DNA-polimerase

Polimerização da molécula de DNA 5’ para 3’ DNApolimerase

Molécula de DNA composto por vários nucleotídeos (açúcar + base nitrogenada + grupo fosfato)

Bidirecional 5’ 3’

Replicação do DNA Vídeo – parte 1

Duplicação do DNA Célula na interfase Célula na fase de síntese da mitose ou meiose

Mecanismos básicos de replicação • Processo semiconservativo • Início da replicação • Direção da replicação • Desenrolamento do DNA • Enzimas e proteínas – Helicase, Topo-isomerases, Proteínas de ligação a fita simples de DNA (SSBPs), DNA-polimerases, DNA primase, Ligases • Primers - iniciadores • Replicação do DNA

Processo semi-conservativo

As fitas originais se separam Nucleotídeos LIVRES encaixam –se nas fitas

Início da replicação • Inicia numa zona da cadeia de DNA rica em sequências A=T, denominada origem de replicação • Em procarionte, plasmídeos e vírus – 1 origem de replicação • Em eucariontes – várias origens de replicação

Direção da replicação - Bidirecional • A adição dos nucleotídeos para o alongamento da cadeia é sempre no sentido 5’ 3’

Semi-conservativa e Bidirecional Uma molécula de DNA Bolhas de replicação A replicação é bidirecional e semiconservativa Duas moléculas de DNA, semiconservativa, uma fita velha e uma fita nova

Forquilhas de replicação

Nas células eucariontes são abertos várias origens de replicação, formam "bolhas de replicação" ou replicons

Desenrolamento do DNA Enzima Helicase • Nas origens de replicação, enzimas chamadas de helicases abrem a cadeia de DNA para ambos os lados, quebrando as ligações de hidrogênio existentes entre as bases dando origem a bolha de replicação

Desenrolamento do DNA Topo-isomerases • As topo-isomerases são enzimas que permitem as alterações no grau de superenrolamento do DNA • Promovem a quebra transitória de ligações fosfodiéster, gerando uma forma intermediária, na qual a proteína continua ligada ao DNA, covalentemente

Desenrolamento do DNA Proteínas de ligação a fita simples de DNA (SSBPs) DNA Helicase Proteínas de ligação a fita simples (singlestranded DNA binding protein - SSBPs) • Proteínas de ligação a fita simples (SSBPs) • DNA helicase - Quebra pontes de H

Enzima DNA polimerase • Enzima que catalisa a adição de nucleotídeos à extremidades 3’ de uma fita de DNA • Precisa de um molde • A cadeia molde complementar • Mecanismo de polimerização é no sentido 5’ 3’ • Incapaz de fazer DNA do zero (precisa ter extremidade 3’OH livre) • Possui mecanismo de correção de erros no sentido 3’ 5’

Tipos de DNA polimerase • DNA polimerase I • Descoberta em E. coli (1956), remove o primer de RNA da fita descontínua • DNA polimerase III • Descoberta em E. coli (1970), principal enzima que realiza a replicação em procariotos • DNA polimerase II • Lenta, envolvida em reparo do DNA • DNA polimerases em eucariontes • α-4 sub-unidades • δ-2 • ε-enzima

Primers - iniciadores • DNA polimerase III, antes de acrescentar um novo nucleotídeo, volta atrás e verifica se não errou • Como ela sempre tem que voltar, como ela vai iniciar uma nova molécula colocando o nucleotídeos?

Enzima DNA primase Para haver síntese da molécula de DNA é necessário um primer Nenhum DNA é formado sem um primer A Primase se liga ao DNA e sintetiza um primer de RNA, com aproximada/ 11 bases; fornece 3’ OH Molde de DNA Quando o primer está completo, a DNA polimerase III se liga e sintetiza o novo DNA polimerase III Primer de RNA Primase é liberada Primer de RNA Novo DNA

DNA Ligases Liga os fragmentos de Okazaki

Replicação do DNA • Após a síntese do primer, a DNA polimerase III continua o processo que ocorre no sentido da extremidade 5' para a extremidade 3' da nova cadeia • Como a DNA polimerase III atua para ambos os lados da origem de replicação, uma parte da nova cadeia será sintetizada na direção da replicação • Esta cadeia é sintetizada de modo contínuo e denomina-se cadeia contínua – fita líder

Replicação do DNA • Na outra parte da cadeia a direção da replicação é contrária à direção da síntese • Esta cadeia chama-se cadeia descontínua • A primase sintetiza vários primers ao longo da cadeia, uma próximo da origem de replicação e outra a maior distância

Replicação do DNA • Os fragmentos formados são denominados fragmentos de Okazaki • Um fragmento de Okazaki é um pequeno fragmento de DNA (com um primer de RNA no termino 5') criado na cadeia atrasada durante a replicação do DNA

Replicação das fitas Fita líder - Primase age uma vez Fita retardada - Primase age várias vezes Fragmentos de Okasaki

Replicação do DNA

Replicação do DNA

Replicação do DNA • Entre os fragmentos existem os primers que serão removidos e substituídos por DNA, pela ação de outra DNA polimerase , a DNA polimerase I • Como a DNA polimerase não consegue estabelecer a ligação entre esses os fragmentos, formam-se lacunas entre o grupo fosfato de um e o carbono 3' do outro • Esses nucleotídeos são posteriormente ligados pela DNA ligase

Replicação do DNA • As partes finais da cadeia de DNA denominadas telômeros são sintetizadas pela enzima telomerase

Replicação do DNA Vídeo – parte 2

Revisão • Desenhe o processo de replicação do DNA