REPLICAÇÃO Roberto T. Sant´Anna

Disciplina de Genética Humana, 2003

INTRODUÇÃO

DNA ocupa uma posição central como repositório das informações genéticas Suas seqüências de nucleotídeos codificam todos RNAs e proteínas celularesPortanto, deve ser preservado sem alterações e transmitido de uma geração para outra intacto

COMPLICADORES DO PROCESSO

Tamanho da molécula Compactação e ligação a outras proteínas Velocidade Simultaneidade Momento certo dentro do ciclo celular Fidelidade

Modelo: E. coli

REGULAÇÃO DO PROCESSO

Ciclo celular

REGRAS DA REPLICAÇÃO

1. A replicação é um processo semi-conservativo

2. A replicação tem início em uma origem e depois procede biderecionalmente

3. A síntese de DNA é feita na direção 5´ 3´ e é semidescontínua

PRINCIPAIS ENZIMAS ENVOLVIDAS (SISTEMA DE REPLICAÇÃO DO DNA)

1. DNA Polimerases2. Endonucleases3. Helicases 4. Topoisomerases5. Primases6. Telomerases

DNA Polimerases

principais enzimas envolvidas no processo; responsáveis pela adição de nucleotídeos e reparo requerem um modelo e um primer (segmento de RNA sintetizado pela primase) complementares para início – alongamento 3 tipos principais : I, II, III

I : importante no sistema de reparo III: principal e mais complexa (mais de 10

subunidades)

Adição de nucleotídeos

1

2

3

NUCLEASES

- Degradam o DNA, clivando-o em pedaços menores

1. EXONUCLEASES: clivam o DNA a partir do final da molécula

2. ENDONUCLEASES: clivam em qualquer local da molécula

OUTRAS ENZIMAS

HELICASES: separação da dupla fita DNA-binding proteins (SSB): mantém as fitas separadas estabilizadas PRIMASES LIGASES: conectam fragmentos de fitas menores

ESTÁGIOS DA REPLICAÇÃO

1. INICIAÇÃO 2.ALONGAMENTO3.TERMINAÇÃO

INICIAÇÃO ORIGEM DA REPLICAÇÃO – OriC :

- 245 pb ;

- 3 repetições de 13 pb;

- 4 repetições de 9 pb; (A=T)

Papel da: DnaA (principal)

DnaB (helicase)

DnaC

2. ALONGAMENTO

Envolve duas operações distintas, mas relacionadas:

1. Síntese da fita líder

2. Síntese da fita tardia

Início comum na forquilha de replicação envolvendo:

- helicases

- topoisomerase

- DNA binding proteins

SÍNTESE DA FITA LÍDER

1. Síntese de um RNA primer pela primase na origem de replicação

2. Desoxirribunocleotídeos são adicionados pela DNA polimerase III continuamente a partir da forquilha de replicação

SÍNTESE DA FITA TARDIA

1. Síntese de um RNA primer pela primase (DnaG) na origem de replicação

2. Síntese dos fragmentos de Okasaki

3. Uma só polimerase: são criadas alças para aproximar os dois pontos de replicacao ( das duas fitas)

4. Processo repetido diversas vezes

TERMINAÇÃO

-Procariotos: DNA circular, quando as duas forquilhas de replicação se encontram ela termina. Ainda há o sistema Ter-tus.

-Eucariotos: seqüências de nucleotídeos específicas no final dos cromossomos, incorporadas a telômeros.

REGULAÇÃO

-única fase regulada da replicação, de forma que só ocorra uma vez por ciclo celular ;

-afetada pela metilação de DNA

-DAM metilase na (5´) GATC sobre a fita parental

CONTROLE DA REPLICAÇÃO DENTRO DO CICLO CELULARDois mecanismos de controle identificados:

1.Positivo: para ser replicada, cada origem de replicação deve estar ligada a:- ORC- licensing factors ( acumulam-se durante G1): CDC-6, CDT-1 , MCM

2. Negativo : o núcleo em G2 possui uma proteína – geminin- que impede a assimilação de MCM nas fitas recém-sintetizadas. Ela é destruída após a mitose, permitindo que os licensing factor se liguem novamente e tenha uma nova replicação em S.

PARTICULARIDADES DOS EUCARIOTOS

Diferenças fundamentais : - estrutura nucleoproteica complexa; - molécula de DNA maior ( 150 x 106 vs 4,7 x

106);- cromossomos lineares. Soluções: - maquinário enzimático mais complexo; - múltiplas origens de replicação;- telômeros.