ReplicaçãO Do Dna

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ReplicaçãO Do Dna

  1. 1. Replicação do DNA A replicação é um processo no qual uma molécula de DNA dupla cadeia é duplicado. Devido ao fato do DNA conter a quot;informaçãoquot; que é fundamental para codificar todas as proteínas e RNAs necessários para se quot;construirquot; um organismo, é através da replicação que os seres vivos conseguem dar origem a um novo ser que possui as mesmas características de quem o originou. A replicação também explica como nós, seres multicelulares, fomos formados a partir de uma única célula - o zigoto. Portanto a replicação do material genético é importante para todas as formas de vidas conhecidas. No entanto os mecanismos de replicação dos procariotas e eucariotas não são idênticos. Como cada cadeia de DNA contem a mesma informação genética, qualquer uma das duas fitas podem servir como molde por isso a replicação do DNA é dita semi- conservativa os detalhes serão abordados ao longo do texto. Nas células a replicação deve acontecer antes da divisão celular. Em procariotas a replicação ocorre entre as divisões celular enquanto que nos eucariotas ocorre na fase S da intérfase (para maiores detalhes veja ciclo celular). A replicação também pode ser reproduzida em laboratório através de um ensaio conhecido como PCR. Introdução Figura 2: DNA O DNA é um polímero de nucleotideos unidos entre si por ligações por pontes de hidrogénio, nas células estão dispostos em dupla fita sendo que cada fita esta orientada em sentido contrario a outra, por este motivo é dito anti-paralelo, os nucleotideos são compostos por açúcar (pentose), radicais fosfatos e bases nitrogenadas. As bases nitrogenadas são:  Adenina  Guanina  Citosina  Timina
  2. 2. Figura 3: Complementariedade das bases Os nucleotideos de uma fita da molécula de DNA pode interagir com os nucleotides da fita complementar através de pontes de hidrogênio entre suas bases nitrogenadas, sendo que a Adenina se liga por meio de duas pontes de hidrogénio à Timina, e a Citosina se liga através de três pontes com a Guanina. (para entender os detalhes moleculares de tal especificidade veja a figura 3 A replicação do DNA é semi-conservativa porque na formação de uma nova cadeia nucleotidica tem-se como referência uma cadeia nucleotidica molde (ou mãe) do DNA que está sendo replicado. O DNA não se replica sozinho Para que o processo de replicação se inicie é necessário que a actuação de uma enzima, a DNA polimerase. A enzima liga-se à cadeia de DNA e desliza sobre esta, quebrando as ligações entre as duas cadeias de nucleótidos - ligações por pontes de hidrogénio - ficando então as duas cadeias de DNA separadas. Em seguida, os nucleótidos livres existentes no núcleo ligam-se, por complementaridade de bases, às cadeias de DNA. De uma cadeia original de DNA formam-se duas novas cadeias. Replicação do DNA é o processo de auto-duplicação do material genético mantendo assim o padrão de herança ao longo das gerações. Duas teorias tentaram explicar a replicação do DNA: Teoria conservativa: Cada fita do DNA sofre duplicação e as fitas formadas sofrem pareamento resultando num novo DNA dupla fita, sem a participação das fitas quot;parentaisquot; (fita nova com fita nova formam uma dupla hélice e fita velha com fita velha formam a outra dupla fita).
  3. 3. Teoria semi-conservativa: Cada fita do DNA é duplicada formando uma fita híbrida, isto é, a fita velha pareia com a fita nova formando um novo DNA; de uma molécula de DNA formam-se duas outras iguais a ela. Cada DNA recém formado possui uma das cadeias da molécula mãe, por isso o nome semi-conservativa. A molécula do DNA vai- se abrindo ao meio, por acção de uma enzima chamada DNA polimerase. Essa enzima quebra as ligações de pontes de hidrogénio existentes entre as duas bases nitrogenadas das cadeias complementares de nucleotídeos. Ao mesmo tempo que o DNA polimerase vai abrindo a molécula de DNA, outra enzima chamada DNA ligase vai ligando um grupo de nucleotídeos que se pareiam com os nucleotídeos da molécula mãe. Além da capacidade de duplicação o DNA também é responsável pela síntese de outro ácido nucléico muito importante para a célula: o ácido ribonucléico ou RNA. Da mesma forma que o DNA, o RNA também é uma molécula grande formada por várias partes menores chamadas nucleotídeos. Por isso diz-se que tanto DNA como RNA são polinucleotídeos. Etapas da polimerização do DNA A replicação inicia-se numa zona da cadeia denominada tripleto de iniciação, neste local as helicases começam a abrir a cadeia para ambos os lados da origem quebrando as ligações de hidrogénio existentes entre as bases complementares, formando-se um replicão que é constituido por duas forquilhas de replicação. Em seguida liga-se às cadeias de DNA a enzima RNA primase que vai sintetizar um primer que consiste numa sequência de bases de RNA que vão iniciar a síntese visto que a DNA polimerase III não tem a capacidade de o fazer, devido a ausência de grupos hidroxilos -OH expostos. Após a síntese do primer a DNA polimerase III vai continuar o processo que ocorre no sentido da extremidade 5' para a extremidade 3' da nova cadeia. Como a DNA polimerase vai actuar para ambos os lados da origem de replicação, por cada cadeia simples de DNA existente vai existir uma parte da nova cadeia que vai ser sintetizada na direcção da replicação, essa cadeia é sintetizada de modo continuo e denomina-se cadeia contínua e existe uma outra parte da cadeia em que a direcção da replicação é contrária à direcção da síntese, esta cadeia vai ser sintetizada descontinuamente, isto é, a RNA primase vai sintetizar vários primer's ao longo da cadeia começando o mais próximo da origem de replicação e terminando no mais distante e a partir daí vão formar-se fragmentos, denominados fragmentos de Okazaki constituídos pelo DNA, enquanto que entre estes fragmentos vão ainda existir os primer's, que serão removidos e substituidos por DNA, pela acção de uma outra DNA polimerase, a DNA Polimerase I. Como a DNA polimerase não consegue estabelecer a ligação entre esses nucleótidos e os que se encontram nas extremidades dos fragmentos de Okazaki, formam-se lacunas entre o grupo fosfato de um, e o carbono 3' do outro. Esses nuclelótidos são posteriormente ligados pela DNA ligase. Como se efectua a Replicação semiconservativa do DNA?
  4. 4. Em qualquer célula é necessário efectuar-se a replicação para posteriormente proceder á divisão celular. Como todos sabemos o DNA encontra-se no núcleo das células eucariótocas e no nucleoide das células procarioticas. Existe uma Molécula Mãe (pois é a partir desta que se vai dar origem a novas moléculas) que vai sofrer a acção de uma Enzima - DNA polimerase - esta destrói as ligações que existem entre as duas cadeias polinucleótidicas, e consequentemente separa estas. No entanto, no nucleo existem nucleotidos espalhados que vão se ligar as cadeias nucleotidicas que anteriormente estavam separadas formando duas novas moléculas de DNA. Porque se Designa Replicação Semiconservativa do ADN? Porque simplesmente cada uma das novas moléculas de ADN “filhas” contém uma cadeia polinucleotidica da molecula de ADN mãe e uma outra cadeia polinucleotidica formada por nucleotidos encontrados no nucleos, tornando-se assim geneticamente igual.

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