replicacão do dna e historico

1. Base molecular da
hereditariedade: natureza
química, replicação, transcrição
e tradução do DNA

2. Cientistas que contribuíram para a
compreensão da estrutura do DNA

3. Experimento de Griffith - 1928

4. Experimento de Avery, Macleod e McCarty -
1944
1.

5. A estrutura primária do DNA –
bases nitrogenadas – proporções
de Chargaff et al (1948)
anel de 6 lados ligado a um anel
de 5 lados (DNA e RNA)
Apenas um anel de 6 lados

6. Tipos de nucleotídeos (base
nitrogenada (N) + pentose + fosfato)

7. Experimento de Hersey e Chase -
1952

8. Experimento de Hersey e Chase

9. Experimento de Rosalind Franklin
- 1953

10. Pulo do gato de Watson e Crick – dupla
hélice - 1953
Investigaram a estrutura do DNA com
dados disponíveis de outros
pesquisadores
Testaram as diferentes possibilidades
de rearranjo químico criando
modelos de arames e placas de
ferro
Em um dos modelos, a disposição
química dos 4 nucleotídeos era
compatível com a foto 51 do raio X

12. O modelo de Watson e Crick é uma
dupla hélice - 1953
Características:
1 dupla fita com dois filamentos
2 os dois filamentos tem sentidos
inversos
3 giro para a direita – corrimão (DNA A e
B)
4 apresenta dois sulcos diferentes
(interagir com proteinas
reguladoras)
5 ocorrem 10 pb por giro da hélice
6 - bases nitrogenadas empilhadas
para dentro e ...

13. Modelo químico e a replicação – se é
complementar, deve replicar (Watson e Crick)

14. Replicação do DNA – inicialmente
foram propostos 3 modelos
..a molécula de DNA
original é totalmente
conservada
os
de DNA
e a fita
não é
..ambos
filamentos
quebram-se
original
conservada
..os dois filamentos
servem de molde para a
síntese de um novo DNA

15. Replicação do
DNA é
semiconserva
tiva
-
modelo de
Meselson e Stahl
-
centrifugação
do DNA em meio
salino

16. Replicação do DNA é semiconservativa -
modelo de Meselson e Stahl

17. Modos de replicação –
linear - eucariotos

18. Modos de replicação – a adição de
bases

19. • Existem 5 DNA polimerases em
E.coli.
• A
primeira
DNA polimerase purificada foi a DNA
polimerase I e apresenta 3
atividades:
• Uma
atividade
de polimerase que catalisa o
crescimento da cadeia no sentido 5’3’.
• Uma atividade de exonuclease 3’5’, que
remove
bases mal pareadas.
• Uma atividade 5’3’, que remove primers
Enzimas da replicação

20. • A DNA polimerase II pode reparar o DNA danificado e
reinicia
a replicação após o DNA danificado ter sido reparado.
• A DNA polimerase III, juntamente com a DNA polimerase
I, está envolvida na replicação do DNA de E.coli e
atua fortemente na polimerização.
• O complexo total da DNA polimerase
III contém pelo menos 20 subunidades polipeptídicas
diferentes.
• As DNA polimerase IV e V atuam no reparo do DNA.
Enzimas da replicação

21. DNA topoisomerases em seguida deselicoidizam o DNA e se
agrupam
em três classes: tipo I-5’, tipo I-3’e tipo II.
tipo I - quebram somente um dos polinucleotídeos
tipo II (DNA girase) - quebram ambos os polinucleotídeos
aliviando a tensão

22. o problema da iniciação e união dos fragmentos de Okazaki
na fita lagging
• A principal complexidade da replicação do DNA é que os dois
filamentos
dissociados da molécula original não podem ser tratados do mesmo modo.
• Um filamento é de replicação contínua e outro descontínua.
5
3
5 3

23. • Em ambos filamentos a DNA polimerase III não pode iniciar a síntese de
DNA sem um grupo 3’-OH (um nucleotídeo preexistente) – chamado de
iniciador (primer de RNA).
• primers de RNA são adicionados ao filamento contínuo e descontínuo,
por uma RNA polimerase.
• A RNA polimerase é chamada de primase e atua em conjunto com seis
ou
mais proteínas (formando o primossomo).

25. No filamento descontínuo (lagging), a DNA polimerase III sintetiza DNA
apenas por certa distância antes de atingir o primer.
Neste ponto, a DNA polimerase III pára e uma DNA polimerase I entra em
ação, continuando a síntese de DNA e desempenhando outra função
importante, a de remoção dos primers, substituindo-os por
desoxirribonucleotídeos.

26. DNA pol I começa a sintetizar DNA antes de encontrar o primer – qdo
encontra remove as bases do primer (RNA) e substitui por DNA.

27. A reação final é a união dos fragmentos de DNA pela DNA
ligase.

28. Replicação do DNA em eucariotos
As células eucarióticas usam milhares de origens: precisa ser sincronizadas
e 13 DNA polimerases (alta fidelidade).
Múltiplos sítios: PROBLEMA!!!!! todo o genoma deve ser
replicado precisamente uma vez e de uma vez no ciclo celular.

29. DNA POLIMERASES NOS EUCARIOTOS

30. Replicação
dos
nucleossomo
s
Ocorre durante a fase S,
imediatamente após a replicação do
DNA
Podem ser sintetizados de novo ou de
forma “semi-conservativa”
Para replicar o DNA é preciso
afrouxar as ligações histonas-DNA, o
que envolve a ação de complexos
remodeladores da cromatina e/ou
acetilação de H3 e H4
Alberts et al. (2004) Biologia Molecular da Célula,
Artmed

31. Replicação nos telômeros – outro
problema – DNA linear tem pontas!

32. Replicação nos telômeros – outro
problema – DNA linear tem pontas!
Apenas na fita
descontínua

34. Quando o primer no final do cromossomo da fita lagging foi removido,
ele não pode ser substituído por nucleotídeos pela
Falta da hidroxila 3’
A fita lagging do telômero é preenchida pela telomerase (uma
ribonucleoproteina que se complementa com as GGGGTT (leading) na sua
parte de RNA) ....
...a RNA telomerase fornece um molde para a síntese de cópias adicionais
de
DNA na fita leading (GGGGTTGGGG).
Replicação nos telômeros

35. Replicação nos
telômeros

36. -ainda não está claro como
lagging é sintetizada
POSSIBILIDADES???
1DNA pol α sintetiza
primer
2a ponta unifilamentar 3’
da leading dobra sobre si
mesma fornecendo uma
ponta 3’ para fechar a fita 5’
3- DNA telomerase com sua
parte de RNA e ponta 3’
funcionaria como um
“primer”???

37. A extremidade de fita
simples rica em g que foi
estendida pela
telomerase pode ser
dobrada sobre si mesma
Pareamento não
convencional
Formando um loop
terminal por pareamento
de bases não convencional
Para fornecer um grupo 3
´OH para anexar
nucleotídeos de DNA