replicação do dna vera andrade. dna macromoléculas polinucleotídica nucleotídeo açúcar base...
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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