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Replicação do DNA Vera Andrade

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Replicação do DNA

Vera Andrade

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DNA• Macromoléculas polinucleotídica• Nucleotídeo

• Açúcar• Base nitrogenada• Ácido fosfórico

• Enzima DNA-polimerase

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Polimerização da molécula de DNA 5’ para 3’

DNA-polimerase

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Molécula de DNA

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

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Bidirecional5’ 3’

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Replicação do DNAVídeo – parte 1

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Duplicação do DNA

Célula na interfase Célula na fase de síntese da mitose ou meiose

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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

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Processo semi-conservativo

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As fitas originais se separam

Nucleotídeos LIVRES encaixam –se nas fitas

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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

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Direção da replicação - Bidirecional

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

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Semi-conservativa e BidirecionalA replicação é bidirecional e semiconservativa

Uma molécula de DNA

Duas moléculas de DNA, semiconservativa, uma fita velha e uma fita nova

Bolhas de replicação

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Forquilhas de replicação

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

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Desenrolamento do DNAEnzima 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

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Desenrolamento do DNATopo-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

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Desenrolamento do DNAProteínas de ligação a fita simples de DNA (SSBPs)

• Proteínas de ligação a fita simples (SSBPs)• DNA helicase - Quebra pontes de H

DNA Helicase

Proteínas de ligação a fita simples (single-stranded DNA binding protein - SSBPs)

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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’

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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

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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?

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Enzima DNA primase

Para haver síntese da molécula de DNA é necessário um primerNenhum DNA é formado sem um primer Primase é

liberada

A Primase se liga ao DNA e sintetiza um primer de RNA, com aproximada/ 11 bases; fornece 3’ OH

Quando o primer está completo, a DNA polimerase III se liga e

sintetiza o novo DNA DNA polimerase III

Molde de DNA

Primer de RNA

Primer de RNA Novo DNA

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DNA Ligases

Liga os fragmentos de fragmentos de Okazaki

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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

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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

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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

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Replicação das fitasFita líder - Primase age uma vez

Fita retardada - Primase age várias vezes - Fragmentos de Okasaki

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Replicação do DNA

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Replicação do DNA

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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

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Replicação do DNA

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

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Replicação do DNAVídeo – parte 2

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Revisão•Desenhe o processo de replicação do DNA