A replicação do DNA  ocorre de forma semiconservativa, é iniciada em origens únicas e geralmente ocorre de forma bidirecional, a partir de cada origem de replicação. A fidelidade da replicação é muito grande, com uma média de apenas um erro por bilhão de nucleotídeos incorporados após a síntese e correção de erros durante e imediatamente após a replicação.

A replicação do DNA é um processo semiconservativo, pois cada uma das suas moléculas recém formadas conserva uma das cadeias da molécula que a originou e forma uma cadeia nova, complementar ao seu molde.

A replicação do DNA envolve três etapas:

Iniciação Ampliação ou alongamento Término

Para que a síntese de DNA ocorra, são necessários dois substratos fundamentais: desoxinucleosídeos trifosfatados e uma junção iniciador: molde.

O DNA começa a ser sintetizado pela extensão de extremidade 3’ do iniciador. Essa é uma característica universal do DNA e do RNA. A fita molde irá orientar qual dos quatro nucleosídeos trifosfatados será adicionado. As duas fitas possuem uma orientação antiparalela, o que significa que a fita molde para a síntese de DNA tem orientação oposta à fita de DNA que está sendo sintetizada.

A síntese do DNA é catalisada pela enzima DNA-polimerase. Ela utiliza um único sítio ativo para catalisar a síntese do DNA. O pareamento correto das bases é necessário para que a DNA-polimerase catalise a adição do nucleotídeo. Ambas as fitas do DNA são sintetizadas juntas na forquilha de replicação, com orientação antiparalela.

Durante o processo de replicação, as pontes de hidrogênio são catalizadas e os nucleosídeos livres unem-se a elas, respeitando sempre a regra do emparelhamento: Adenina-Timina, Citosina-Guanina. À medida que se encaixam nas cadeias do DNA, vão formando duas novas cadeias, obedecendo a regra da replicação semiconservativa.

Atividade autocorretora das polimerases do DNA

As polimerases do DNA só adicionam um nucleotídeo à cadeia em crescimento se o último estiver corretamente emparelhado ao nucleotídeo correspondente da cadeia molde. Caso isso não ocorra, as polimerases do DNA removem o nucleotídeo da extremidade 3´OH livre incorretamente emparelhado. Essa propriedade das polimerases é denominada atividade exonucleotídica 3´ => 5´. Note que ela é inversa ao sentido de crescimento da cadeia.

A atividade exonucleotídica 3´=> 5´ das polimerases do DNA é um mecanismo autocorretor que permite a elas conferir o último nucleotídeo incorporado, corrigindo seus próprios erros de incorporação à medida que se movem ao longo do DNA molde.

O que garante às polimerases essa atividade corretora é a necessidade de um nucleotídeo corretamente emparelhado à cadeia molde para a adição do próximo. Esse

processo de autocorreção é importante, uma vez que a taxa de incorporação de nucleotídeos errados é alta, da ordem de 1 a cada 10.000 nucleotídeos incorporados. Com a atividade autocorretora, essa taxa de erros cai para 1 a cada 10.000.000. Essa é uma das menores taxas de erros conhecida para enzimas.

A atividade autocorretora das polimerazes é essencial para garantir a alta fidelidade de replicação do DNA e, portanto, a estabilidade genética no decorrer das gerações, pois um erro de incorporação não corrigido, produz uma mutação. Assim, não fosse o sistema autocorretor das polimerases, a taxa de mutação seria muito maior devido à alta frequência com que nucleotídeos errados são incorporados.

Replicação, Transcrição e Tradução Replicação, transcrição e tradução são processos que ocorrem com os ácidos nucléicos e que são essenciais para o funcionamento das nossas células. Em tópicos anteriores, já vimos a estrutura geral dos ácidos nucléicos, a estrutura do DNA e sua organização em cromossomos e os diferentes tipos de RNA. Reveja todos esses tópicos para poder compreender melhor os tópicos em seguida.

1) A replicação é a duplicação de uma molécula de DNA. Isso ocorre porque nossas células estão constantemente em divisão, e como todas as células somáticas possuem a mesma quantidade de DNA, precisamos sempre duplicar nosso DNA antes da célula se dividir.

O primeiro passo é o rompimento das ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas dos nucleotídeos, permitindo a separação das duas fitas. Esse processo é auxiliado pela enzima DNA helicase. E como a DNA helicase sabe onde ela vai começar a “abrir” o DNA? Nós possuímos em cada cromossomo uma região denominada origem de replicação, composta por uma sequência de nucleotídeos que a DNA helicase reconhece. Então, toda vez que a célula duplica seu DNA, ela começa no mesmo local.

Cada fita de DNA servirá como molde para a síntese de uma nova fita de DNA. Esse é o segundo passo, quando atuam as DNA polimerases. Essas enzimas ligam nucleotídeos que estavam dispersos no núcleo aos nucleotídeos das fitas de DNA, obedecendo às regras de pareamento entre as bases nitrogenadas. Com isso cada dupla fita de DNA nova formada será metade antiga e metade nova, e por isso que se diz que a duplicação do DNA é semiconservativa. Existem outras enzimas que atuam nesse processo, como as DNA primases que adicionam os primeiros nucleotídeos antes da DNA polimerase, além de existirem diversos tipos de DNA polimerases. O interessante é que as polimerases, além de adicionarem os nucleotídeos, possuem a capacidade de verificar se acabaram de cometer erros, a chamada atividade revisora. Mesmo com todo esse cuidado, as polimerases erram e causam muitas das nossas mutações no genoma.

A replicação sempre ocorre em um sentido: 5’- 3’, isso quer dizer que vai do grupo fosfato de um nucleotídeo (que está ligado ao carbono 5’ do açúcar) para o grupo hidroxila de outro (que está ligado ao carbono 3’ do açúcar). Com isso, a polimerase consegue sintetizar uma cadeia de maneira contínua, mas a outra não (as fitas ficam em sentidos antiparalelos). Esta fita retardada é formada aos pouquinhos, e cada fragmento que é formado é dado o nome de fragmento de Okazaki, que foi o pesquisador que os descobriu.

2) A transcrição é um processo onde a informação sai do genoma de DNA para a formação de mRNAs, que comandam toda a maquinaria celular. Como o “idioma” do DNA e do RNA é o mesmo, os nucleotídeos, a informação é transcrita, ou seja, copiada.

No caso da transcrição, a enzima que atua é a RNA polimerase, que também atua no sentido 5’-3’, mas que não precisa da enzima primase para iniciar a polimerização. Essa enzima não possui atividade revisora, mas isso não é um grande problema, pois um erro em uma molécula de RNA produzirá algumas proteínas defeituosas, ao contrário de um erro no DNA. Uma das fitas de DNA aberta serve de molde para a síntese de uma cadeira de RNA mensageiro complementar a fita molde, e que codifica pra um gene que será expresso na forma de proteína. E como a RNA polimerase sabe onde começar? A maioria dos nossos genes possuem regiões que controlam sua própria expressão, os promotores. Os promotores são sequências de nucleotídeos onde se ligam moléculas que inibem ou ativam a transcrição. Serve também, como ponto de ligação de um complexo de proteínas que auxiliam a RNA polimerase a se ligar e agir.

Um fenômeno interessante é o splicing alternativo que ocorre no processamento do mRNA ainda no núcleo. Nesse processo algumas partes não importantes para a proteína a ser formada são retiradas (íntrons), bem como é permitida a combinação entre o restante do mRNA (éxons), formando várias proteínas diferentes a partir de uma mesma molécula de mRNA.

3) A Tradução é o processo final de cascata, que ocorre nos ribossomos, livres ou no retículo endoplasmático. As moléculas de RNA são críticas nesse momento, pois são elas que fazem a ponte entre a sequência dos nucleotídeos no DNA e o “idioma” das proteínas, os aminoácidos.

Uma molécula de mRNA já processada é exportada para o citoplasma, onde se liga aos ribossomos. Lembre-se que os ribossomos, além de proteínas, são formados por moléculas de rRNA. Nos ribossomos, além do sítio para a ligação do mRNA, existem sítios para a ligação dos tRNAs, que se ligam aos nucleotídeos do mRNA. No ribossomo ocorre então a ligação entre os aminoácidos de vários tRNAs diferentes até a formação da cadeia polipeptídica, ou seja, da proteína.

Cada três letras (nucleotídeos) no DNA correspondem a uma letra (aminoácido) na proteína final, e algumas combinações diferentes de letras do DNA resultam na mesma letra da proteína, como se fossem palavras sinônimas. Por causa desse fenômeno é dito que o código genético é degenerado.

As proteínas então seguirão suas funções na célula até serem degradadas. Quando são necessárias novas enzimas, a célula novamente transcreve e traduz.

O por quê de uma das fitas ser chamada de lagging (lenta) e a outra de leading (rápida): pelo fato da molécula de DNA ser formada por duas fitas que correm em sentido antiparalelo, durante a abertura da forquilha de replicação, um dos filamentos vai sendo aberto no sentido 5' → 3' e o outro no sentido 3' → 5'. Assim, embora a progressão da síntese dessas duas fitas aconteça simultaneamente, a medida em que a forquilha de replicação é extendida, em uma delas a DNA polimerase sempre terá uma extremidade 3´-OH livre para colocar o próximo nucleotídeo (a fita leading). Na outra, de tempos em tempos, será necessária a síntese de um novo primer, para que ela possa continuar esse processo (a fita lagging)

Resposta da 2

Tirar dos textos acima da um e da dois

Resposta da 3

T = 26%; A = 26%; G = 24%; C = 24%.

Resposta da 4

Letra c transcrição e tradução

Resposta da 5

5’ ATAAGCGTTAG 3’3’ TATTCGCAATC 5’

Na transciçao a constituição do mRna :

Resposta da 6

1.

PROCARIONTES EUCARIONTES

Replicação • Realizada no nucleoplasma;

• Desenrolamento do DNA por atuação de enzimas em uma ponta.

• Realizada no núcleo;

• Início em vários pontos no mesmo momento;

Transcrição • A molécula de RNA se constitui mo mRNA propriamente dito, sendo em seguida utilizada na síntese de proteínas e posteriormente degradada.

• É bem mais complexo, ocorrendo uma série de modificações do RNA antes que ele possa servir no início do processo (introns e exons).

Tradução • Enzimas específicas de iniciação, enlongamento e terminação próprios de procariotos.

• Enzimas específicas de iniciação, enlongamento e terminação próprios de eucariotos.

Resposta da 7

O código genético é considerado degenerado; isso porque, para quase todos aminoácidos, há uma ou mais trincas que os codificam. Portanto, a mudança de uma única base nitrogenada não necessariamente resulta em substituição do aminoácido na proteína.

Resposta da 8

a) 5’ UUU UUU CUU GCU ACU AAA GCC UAA 3’b) 8c) 3’ AAA AAA GAA CGA UGA UUU CGG AUU 5’d) 8 que são tais aminoacidos LIS - LIS - GLU - ARG - FIM - FEN - ARG – ILE

resposta da 9

a) 5’ UUU UUA AAC CA 3’b) 3 ou 4c) 3’ AAA AAU UUG 5’d) 3 ou 4 tal aminoacidos LIS - ASN – LEU

resposta da 10

O mRNA produzido pela transição em eucariotos é uma molécula com muito mais ribonucleotídeos que o necessário para a síntese de uma proteína ou enzima. O hnRNA, após sua síntese sofre um processamento no qual serão cortadas as sequências que não estarão no mRNA final (introns). Os segmentos de DNA transcritos que estarão efetivamente presentes no mRNA final são denominados exons.

Resposta da 11

Resposta da 12

Resposta da 13

Resposta da 14

Resposta da 15 Como temos apenas a sequência do RNA mensageiro, podemos

começar determinando a sequência da fita de DNA que lhe serviu de molde (A). Tendo em vista que o mRNA desse exemplo corre no sentido 5´→3´, a fita de DNA que lhe serviu de molde tem que ser aquela que corre no sentido 3´→5´.

Também devemos nos lembrar sobre a necessidade de complementariedade entre as bases do DNA/RNA. Ou seja, para termos uma adenina no mRNA, o DNA precisa ter uma  timina, e assim por diante. Lembrando que nos RNAs a timina é substituída pela uracila. Nesse último caso, se no mRNA foi incorporada uma uracila, é por que no DNA molde havia uma adenina.

Nesse exemplo também já podemos determinar a sequência de

aminoacidos do peptídeo (B). Lembrando que a sequência de nucleotídeos do mRNA (os códons deste) é quem determina a sequência peptídica.

Feito isso, podemos determinar a sequência da fita complementar da molécula de DNA (C) e da sequência do anticódon do tRNA (D), que é a região do tRNA que permite o seu pareamento com o códon do mRNA. Novamente, sempre pensando no fato que essas bases precisam ser complementares (G=C e A=T se for DNA, ou G=C e A=U se for entre RNAs, conforme é mostrado pelas setas verdes):

Resposta da 16

o O sítio promotor é a região da molécula de DNA que informa o local em que um determinado gene se origina. O sítio promotor é composto por sequências específicas de nucleotídeos que são reconhecidas pelas enzimas responsáveis pela síntese de RNA. É depois dessa sequência que uma molécula de RNA começa a ser sintetizada.

o Por outro lado, a região finalizadora contém uma sequência nucleotídica também específica, que indica onde a transcrição da molécula de RNA deverá ser encerrada.