O documento descreve os processos de replicação do DNA, incluindo os modos de replicação (conservativa, dispersiva e semiconservativa), a estrutura do DNA, as enzimas envolvidas na replicação e os requisitos para a replicação ocorrer. A replicação semiconservativa foi confirmada por Meselson e Stahl em 1958 através de experimentos com nitrogênio marcado.

1. 3/22/2012
Módulo Fundamentos da Vida I
Replicação
Prof. Dra. Andréa Peripato
Departamento de Biociências
UNIFESP/BS
E- mail:peripato@unifesp.br
Ciclo Celular
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2. 3/22/2012
Modelos de Replicação
1. Conservativa
2. Dispersiva
3. Semiconservativa
2 móleculas híbridas
50% DNA original
1º Replicação
Moléculas híbridas ½ DNA original
50%DNA novo
½ DNA novo
25% DNA original Moléculas híbridas ½ híbridas
2º Replicação
75%DNA novo + DNA novo ½ DNA novo
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3. 3/22/2012
Modo de replicação
Meselson & Stahl (1958)
Processo de
replicação e
proporção de N
marcado
Conclusão : Replicação Semiconservativa
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4. 3/22/2012
Estrutura do DNA
1. Complementariedade das 2 cadeias
de nucleotídeos
Watson & Crick - 1953
1. Complementariedade das 2 cadeias
de nucleotídeos
Replicação = cada cadeia
serve de molde para a síntese
de uma nova cadeia
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5. 3/22/2012
2. Especificidade do pareamento
de bases
Móleculas de DNA construídas são
idênticas a original.
Modos de Replicação
DNA Linear ou Circular
Replicons - unidades individuais de replicação (origem de
replicação)
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6. 3/22/2012
Forquilha de Replicação
Cairns, 1963
Timina marcada
Replicação Theta
Bolha de DNA Circular
Replicação
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7. 3/22/2012
Replicação Unidirecional e Bidirecional
Replicação de Rolamento Circular
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8. 3/22/2012
Replicons
Procariotos – 1 origem de replicação
– Replicon médio de 4.200.000pb
Eucariotos – milhares de origens de
replicação – Replicons médios de
20.000 a 300.000 pb
Replicação Linear em Eucariotos
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9. 3/22/2012
Bidirecional e rápida – 1000 pares de nucleotídeos/seg
Requerimentos para Replicação
Podem ser reunidos em três componentes:
1. Um molde de DNA cadeia simples;
2. Substratos para unir-se a nova cadeia;
3. Enzimas e outras proteínas para a leitura e união do substrato na
molécula de DNA.
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10. 3/22/2012
1. Um molde de DNA cadeia simples
2. Substratos para unir-se a nova cadeia;
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11. 3/22/2012
3. Enzimas e outras proteínas para a
leitura e união do substrato na
molécula de DNA.
Síntese de DNA não é
espontânea
DNA polimerases
Kornberg, 1959
Enzimas que sintetizam DNA
Acrescentam nucleotídeo somente no final 3’ da cadeia em
formação, não no 5’.
Nova cadeia elonga-se no sentido 5’-3’.
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12. 3/22/2012
Direção da Replicação
Síntese de DNA na direção 5’→ 3’
Reiji Okasaki et al., 1960
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13. 3/22/2012
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14. 3/22/2012
Mecanismo de Replicação
Ocorre em quatro estágios:
1. Iniciação
2. Abertura
3. Elongamento
4. Terminação
Procariotos
E.Coli ~20-40 minutos
1. Iniciação
Proteinas Iniciadoras
Origem de
Replicação – OriC
~245pb
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15. 3/22/2012
2. Abertura
DNA helicase - quebram pontes de Hidrogênio entre as bases
2. Abertura
Proteinas unidas a cadeia simples – estabilizam cadeia simples
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16. 3/22/2012
2. Abertura
DNA girase – reduz a torção e superhelicoidização
Inicio da síntese
DNA polimerase requer um início que forneça grupo 3’ para que possa unir
nucleotídeos
Primer (10 a 12
nucleotídeos)
Não requer grupo 3’
para iniciar
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17. 3/22/2012
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18. 3/22/2012
3. Elongamento
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19. 3/22/2012
Tipos de DNA polimerases em E. coli
Remoção primer por DNA polimerase I
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20. 3/22/2012
DNA ligase – catalisa a formação de ponte
fosfodiéster.
4. Terminação
*Encontro de Forquilhas *Bloqueio por proteínas específicas
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21. 3/22/2012
Replicação de DNA em eucariotos
Principais diferenças: 500 -5000 nucleotídeos
por minuto/forquilha
1. Múltiplas origens;
2. Mais tipos de polimerases com diferentes funções;
3. Nucleossomos unem-se imediatamente seguindo a
replicação.
Licença para Replicação
1. Origem de Licenciamento
2. Proteínas Iniciadoras
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22. 3/22/2012
2. Proteína Iniciadoras
Funcionam somente nas origens licenciadas
Polimerases
DNA Polimerase III
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23. 3/22/2012
Telômeros
Síntese de DNA no telômero
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24. 3/22/2012
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25. 3/22/2012
Estrutura de revestimento do Telômero
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26. 3/22/2012
Telomerase
-Células germinativas, células embrionárias iniciais e
algumas células somáticas proliferativas (medula óssea,
células que revestem o intestino)
-células somáticas pouca ou nenhuma atividade da
telomerase – cromossomos se encurtam a cada divisão.
* Associação com envelhecimento
Síndrome de Werner
9 anos e 8 anos
Envelhecimento precoce
Eventos relacionados ao envelhecimento
- rugas na pele, cataratas, osteoporose, cabelos grisalhos e
doença cardiovascular
Causa – telômeros mais curtos do que normais (mutação no
gene WRN, codifica proteína de revestimento do telômero)
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27. 3/22/2012
Junção dos Nucleossomos
Fator de junção de cromatina 1 – CAF1
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