DNA polimerase - lge (unicamp)

BG282 – Genética I
Replicação do DNA
Paulo Tokimatu
DNA é o material genético de fagos!
Características do
DNA
- Composto por
nucleotídeos
DNA = Sequência de nucleotídeos
Características do
DNA
- Composto por
nucleotídeos
Fosfato
- Carregado negativamente
- Liga-se ao carbono 5’ do açúcar
Açúcar
- Apresenta 5 carbonos (pentose)
- A ausência de um oxigênio no
carbono 2’ diminui a instabilidade
Base nitrogenada
- Purina ou pirimidina
- Ligação covalente com o carbono
1’ do açúcar
Características do
DNA
- Composto por
nucleotídeos
- Apresenta variação na
sequência
Quatro nucleotídeos são possíveis, de
acordo com a base nitrogenada
Na composição do DNA:
Chargaff’s rules
- A quantidade de A é igual à de T (A = T)
- A quantidade de C é igual à de G (C = G)
Proporção relativa de bases no DNA (%)
Organismo
A
T
G
C
Humano
30.9
29.4
19.9
19.8
Galinha
28.8
29.2
20.5
21.5
Gafanhoto
29.3
29.3
20.5
20.7
Ouriço do mar
32.8
32.1
17.7
17.3
Trigo
27.3
27.1
22.7
22.8
Levedura
31.3
32.9
18.7
17.1
E. coli
24.7
23.6
26
25.7
Características do
DNA
- Composto por
nucleotídeos
- Apresenta variação na
sequência
- Dupla fita em alfa
hélice
Mecanismo de cópia do DNA
Problema
Duplicar o material genético a partir de um molde
- Com alta precisão
- Com rapidez
Em procariotos
- Melhor elucidado, principalmente em E. coli
Forquilha de replicação
- Local onde a dupla fita do DNA é separada, permitindo a replicação
Requerimentos para replicação
• Nucleotídeos
• Fita molde disponível
• Maquinaria de replicação (replissomo)
Etapas
Ocorre em origens de
replicação (oriC):
- Iniciação
- Regiões enriquecidas
em A e T, em que se
liga a maquinaria de
início da replicação
- Região de 245 pares
de base em E. coli
Etapas
- Iniciação
- Separação de fitas promovida por
helicases
Etapas
- Iniciação
- Deselicoidização
- Manutenção por proteínas SSB
- Gerenciamento do supercoiling por
topoisomerases
Componentes:
Etapas
- DNA polimerase III
- DNA polimerase I
- Iniciação
- Primase
- Deselicoidização
- DNA ligase
- Alongamento
- Grampo beta
DNA polimerase
Em 1959 (Kornberg):
- Isolada pela primeira vez uma enzima que
adiciona desoxirribonucleotídeos à ponta 3’
de uma cadeia de DNA (DNA polimerase I)
- Velocidade de polimerização lenta
- Incorpora poucos nucleotídeos
- Mutantes para a esta a DNA pol I conseguem
se replicar
- Responsável pela replicação na forquilha =>
DNA pol III
DNA polimerase
- Direção de síntese do DNA: 5’ -> 3’
- Problema - o DNA é composto por
fitas antiparalelas!
- Dois tipos de fitas: Leading e
Lagging
- Fita lagging: conjunto de
fragmentos de Okazaki
Reparo de bases adicionadas erroneamente
Primase
Etapas
- Iniciação
- Deselicoidização
- Alongamento
- RNA polimerase
- Sintetiza primers de RNA para início da
atividade da DNA polimerase
- Primers de 10-12 pares de base
DNA polimerase I
Etapas
- Substitui o primer de RNA por DNA
- Iniciação
DNA ligase
- Deselicoidização
- Forma a ligação fosfodiester entre dois
fragmentos de Okazaki
- Alongamento
Grampo beta
- Evita a dissociação precoce da DNA
polimerase com o DNA
Etapas
- Iniciação
- Deselicoidização
- Alongamento
Etapas
- Encontro de duas forquilhas ou bolhas de
replicação
- Iniciação
- Término por proteínas como Tus
- Deselicoidização
- Alongamento
- Término
Replicação em eucariotos
- DNA compactado em nucleossomos
- Replicação mais lenta e complexa
- Várias bolhas de replicação pelos cromossomos
- Cromossomos lineares
Telômeros
DNA polimerase I substitui o primer de RNA por DNA
Não pode inicializar uma replicação!
Telômeros
- Os cromossomos de eucariotos tem curtas repetições em tandem nas
pontas
- Em humanos: 10 a 15kb de repetições da sequência TTAGGG
- A enzima telomerase extende esta região
- Evita que a célula perceba o fim do cromossomo como uma quebra no
DNA