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
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
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
DNA
polimerase III
Para haver síntese da
molécula de DNA é necessário
um primer
Nenhum DNA é formado sem
um primer
Primer de RNA
Primase é
liberada
Primer de RNA
Novo DNA
DNA Ligases
Liga os fragmentos de
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