Replicação do DNA

Paulo Tokimatu

BG282 – Genética I

DNA é o material genético de fagos!

Características do

DNA

- Composto por

nucleotídeos

DNA = Sequência de nucleotídeos

Características do

DNA

- Composto por

nucleotídeos

Fosfato

- Carregado negativamente

- Liga-se ao carbono 5’ do açúcar

Açúcar

- Apresenta 5 carbonos (pentose)

- A ausência de um oxigênio no

carbono 2’ diminui a instabilidade

Base nitrogenada

- Purina ou pirimidina

- Ligação covalente com o carbono

1’ do açúcar

Características do

DNA

- Composto por

nucleotídeos

- Apresenta variação na

sequência

Quatro nucleotídeos são possíveis, de

acordo com a base nitrogenada

Chargaff’s rules

Na composição do DNA:

- A quantidade de A é igual à de T (A = T)

- A quantidade de C é igual à de G (C = G)

Proporção relativa de bases no DNA (%)

Organismo A T G C

Humano 30.9 29.4 19.9 19.8

Galinha 28.8 29.2 20.5 21.5

Gafanhoto 29.3 29.3 20.5 20.7

Ouriço do mar 32.8 32.1 17.7 17.3

Trigo 27.3 27.1 22.7 22.8

Levedura 31.3 32.9 18.7 17.1

E. coli 24.7 23.6 26 25.7

Características do

DNA

- Composto por

nucleotídeos

- Apresenta variação na

sequência

- Dupla fita em alfa

hélice

Mecanismo de cópia do DNA

Problema

Duplicar o material genético a partir de um molde

- Com alta precisão

- Com rapidez

Em procariotos

- Melhor elucidado, principalmente em E. coli

Forquilha de replicação

- Local onde a dupla fita do DNA é separada, permitindo a replicação

Requerimentos para replicação

• Nucleotídeos

• Fita molde disponível

• Maquinaria de replicação (replissomo)

Etapas

- Iniciação

Ocorre em origens de

replicação (oriC):

- Regiões enriquecidas

em A e T, em que se

liga a maquinaria de

início da replicação

- Região de 245 pares

de base em E. coli

Etapas

- Iniciação

Etapas

- Iniciação

- Deselicoidização

- Separação de fitas promovida por

helicases

- Manutenção por proteínas SSB

- Gerenciamento do supercoiling por

topoisomerases

Etapas

- Iniciação

- Deselicoidização

- Alongamento

Componentes:

- DNA polimerase III

- DNA polimerase I

- Primase

- DNA ligase

- Grampo beta

DNA polimerase

Em 1959 (Kornberg):

- Isolada pela primeira vez uma enzima que

adiciona desoxirribonucleotídeos à ponta 3’

de uma cadeia de DNA (DNA polimerase I)

- Velocidade de polimerização lenta

- Incorpora poucos nucleotídeos

- Mutantes para a esta a DNA pol I conseguem

se replicar

- Responsável pela replicação na forquilha =>

DNA pol III

DNA polimerase

- Direção de síntese do DNA: 5’ -> 3’

- Problema - o DNA é composto por

fitas antiparalelas!

- Dois tipos de fitas: Leading e

Lagging

- Fita lagging: conjunto de

fragmentos de Okazaki

Reparo de bases adicionadas erroneamente

Primase

- RNA polimerase

- Sintetiza primers de RNA para início da

atividade da DNA polimerase

- Primers de 10-12 pares de base

Etapas

- Iniciação

- Deselicoidização

- Alongamento

DNA polimerase I

- Substitui o primer de RNA por DNA

DNA ligase

- Forma a ligação fosfodiester entre dois

fragmentos de Okazaki

Grampo beta

- Evita a dissociação precoce da DNA

polimerase com o DNA

Etapas

- Iniciação

- Deselicoidização

- Alongamento

Etapas

- Iniciação

- Deselicoidização

- Alongamento

- Encontro de duas forquilhas ou bolhas de

replicação

- Término por proteínas como Tus

Etapas

- Iniciação

- Deselicoidização

- Alongamento

- Término

Replicação em eucariotos

- DNA compactado em nucleossomos

- Replicação mais lenta e complexa

- Várias bolhas de replicação pelos cromossomos

- Cromossomos lineares

Telômeros

DNA polimerase I substitui o primer de RNA por DNA

Não pode inicializar uma replicação!

Telômeros

- Os cromossomos de eucariotos tem curtas repetições em tandem nas

pontas

- Em humanos: 10 a 15kb de repetições da sequência TTAGGG

- A enzima telomerase extende esta região

- Evita que a célula perceba o fim do cromossomo como uma quebra no

DNA