Resumo para Residencia Biologia molecular

Genética

Replicação

Na replicação, a separação dos dois filamentos de DNA é realizada pela enzima DNA Helicase. Essa enzima quebra as pontes de hidrogênio da dupla hélice do DNA. As regiões de fita simples são estabilizadas pelas proteínas de ligação de fita simples (SSB) que protegem essas regiões de sofrer hidrólise pelas nucleases.

De modo a aliviar a tensão que foi provocada pela torção da cadeia dupla durante o seu desenrolamento pela DNA Helicase, a enzima DNA topoisomerase I se associa com a cadeia à frente da DNA Helicase e catalisa quebras transitórias das ligações fosfodiéster em um dos filamentos, fornecendo um eixo de rotação que permite que os segmentos de DNA em lados opostos da quebra girem, independentemente com o filamento intacto servindo como eixo.

[pic 1]

As DNA polimerases catalisam a adição de nucleotídeos ao filamento em crescimento da extremidade 5’ para a 3’. No terminal 5’ do açúcar há um grupo fosfato e no 3’ existe uma hidroxila livre que se estabelece a ligação fosfodiéster com o nucleotídeo que está sendo incorporado.

As DNA polimerases não conseguem catalisar a síntese da nova molécula de DNA desde o início, necessitando de um pequeno filamento de nucleotídeos, um oligonucleotídeo iniciador, ao qual ela adiciona os nucleotídeos seguintes. Esse oligonucleotídeo iniciador é de RNA, copiado de forma complementar à fita molde de DNA pela RNA primase.

[pic 2]

As DNA polimerases, para realizarem o processo de polimerização, necessitam também dos quatro desoxirrubonucleotideos trifosfato (dTTP, dATP, dGTP e dCTP) e de MG²+.

A DNA Polimerase III (procarioto) (ou a DNA polimerase δ (delta) (eucarioto)) é um complexo enzimático com 10 subunidades responsável pela polimerização 5’ para 3’ da fita de DNA recém-formada. Essa holoenzima apresenta, ainda, a atividade 3’ para 5’ exonucleásica que permite que nucleotídeos incorretos adicionados sejam prontamente removidos, um por vez durante a replicação e substituídos por nucleotídeos corretos, sendo um mecanismo de reparo.

[pic 3] 

A DNA Polimerase I tem a função de reparar e remendar o DNA danificado, e para tanto, apresenta as atividades polimerásica 5’ para 3’ e exonucleásica 3’ para 5’ e 5’ para 3’, esta última permite que vários nucleotídeos sejam removidos durante o reparo.

Quando o processo de replicação do DNA se inicia, uma das fitas novas é formada de forma continua na direção (5’ para 3’) (fita líder) e a outra de maneira descontínua e no sentido inverso para mandar a mesma direção 5’ para 3’ (fita retardatária).

[pic 4]

A fita retardatária é replicada através de Fragmentos de Okasaki (1.000 a 2.000 nucleotídeos). Cada um desses fragmentos apresenta, além do DNA recém-sintetizado, um RNA iniciador que será substituído por desoxirribunucleotideos pela DNA polimerase I e a DNA ligase reconstituirá a nova fita.

[pic 5]

A replicação do DNA se inicia em um ponto especifico da dupla hélice denominado de Origem de Replicação e prossegue em direções opostas gerando a formação de duas forquilhas de replicação. A medida que a replicação avança, as forquilhas se distanciam e ocorre a formação de uma bolha de replicação.