DNA: Estrutura E Replicacao Flashcards
Descreva os níveis de compactação do DNA
1º: nucleossomos - partícula central: fita de DNA enrolado num octâmero de histonas + DNA de ligacao que liga a outra partícula central = colar de contas
2º: fibra de cromatina: empacotamento de varios nucleossomos pela ação da histona H1
3º: cromossomo interfásico: enovelamento da fibra de cromatina em uma serie de alças
4º: cromossomo mitotico: empacotamento/condensação do cromossomo interfásico
Cite 4 características da molecula de DNA
- Formada por duas cadeias polimericas de nucleotideos, os quais sao unidos entre si por ligações fosfodiester. As cadeias se unem por ligações de hidrogênio. (2 ligações entre adenina e timina e 3 ligações entre citosina e guanina)
- Nucleotídeos sao compostos por um açúcar com 5 carbonos (pentose) chamado de desoxirribose + um grupo fosfato + uma base nitrogenada (adenina, timina, citosina ou guanina)
- Cada fita possui duas extremidades, sendo a extremidade contendo um grupo fosfato chamada de 5’ e a extremidade contendo a hidroxila do do açúcar chamada de 3’. Na dupla fita, cada uma segue um sentido, ou seja, elas são antiparalelas - extremidade 5’ pareia com 3’ e vice e versa
- Existem bases purinas(adenina e guanina) e pirimidinas (timina e citosina). Bases purinas contem 2 anéis e pirimidinas contem 1 anel - puricas sempre pareia com pirimidinas.
Conceitue cromossomo, cromatina, heterocromatina, eucromatina e genoma.
Cromossomo: única e enorme molecula de DNA nuclear em seu máximo nível de compactação, feita por proteinas empacotadoras chamadas histonas.
Cromatina: complexo DNA + proteinas histonas
Heterocromatina: regiao mais condensada do cromossomo interfásico, onde nao ha expressão genica. Corresponda a 10% do cromossomo. Concentra-se ao redor dos centrômeros e telomeros.
Eucromatina: regiao menos condensada do cromossomo interfásico, onde há expressão genica.
Genoma: informação genética total contida em todos os cromossomos
Cite 3 alterações que a cromatina pode sofrer em sua estrutura
- Complexo de remodelagem de cromatina - DNA enrolado nos nucleossomos muda de posicao, descondensando a cromatina
- Modificação química reversível da cauda das histonas pela ação de enzimas
- Redução da afinidade entre os nucleossomos adjacentes
Explique a atuação do complexo de reconhecimento de origem (orc)
O DNA possui sequencias especificas de bases denominadas origens de replicacao, que indica onde a replicação devera ser iniciada. Geralmente essas sequencias sao ricas em A e T, pois sao mais fáceis de quebrar.
O ORC consiste numa enorme proteina indicadora com varias subunidades que reconhece a origem de replicacao e se liga a ela. Esse ORC atrai outras proteinas e enzimas a origem de replicacao, como a DNA helicase, e forma o complexo pré replicativo, que regulará todo o processo de replicacao do DNA. Passando da fase g1 para a s, proteinas cinases especializadas se juntam ao complexo, ativando as helicase e dando inicio ao processo replicativo
Cite as enzimas envolvidas na replicacao do DNA
DNA helicase: desfazem as ligações de hidrogênio entre as bases da dupla fita, separando as duas fitas de DNA - mecanismo: hidrolisam ATP e mudam sua conformação, impulsionando-se sobre a fita de DNA e separando a dupla hélice
Proteínas desestabilizadoras de hélices/proteinas ligaduras de fita simples de DNA: auxiliam a helicase, estabilizando as fitas simples de DNA e expondo suas bases, deixando-as disponíveis para o pareamento da fita a ser formada.
Topoisomerase: reduz a tensão helicoidal das fitas, impedindo que as fitas se enrolem durante a replicacao
DNA polimerase: sintetiza a nova fita de DNA, adicionado nucleotídeos e polimerizando-os. Ação: catalisa a reacao de adição de um nucleotídeo a extremidade 3’de uma fita em crescimento.
DNA primase: sintetiza um primer de RNA (trecho curto de RNA complementar a sequencia de DNA) no local de inicio da replicacao, que inicia o recrutamento de nucletideos e a polimerização. Necessário pois a DNA polimerase nao consegue iniciar uma fita, apenas alongá-la.
DNA ligase: estabelece ligações entre os fragmentos de Okasaki
Telomerase: adiciona sequencias simples nao codificantes a molecula, alongando-a, possibilitando que a fita retardada replique toda a informação genética e nao haja nenhuma perda
O que sao fragmentos de Okasaki?
A DNA pol sintetiza fitas apenas na direção 5’-3’, ou seja, adiciona nucleotideos apenas a uma extremidade 3’de uma fita em crescimento. Devido ao antiparalelismo das fitas, a fita com direção oposta deve ser sintetizada em forma de fragmentos, sendo chamada de fita retardada. Nela, a direção de polimerização é oposta a direção de crescimento da cadeia: a cadeia cresce no sentido 3’-5’mas os fragmentos sao sintetizados no sentido 5’-3’. Para isso, são necessários varios primers de RNA, para a sintese de cada fragmento. Posteriormente, a DNA pol remove os primers e a DNA ligase une os fragmentos, gerando uma fita continua.
O que é o replissoma?
Maquinário envolvido na replicacao do DNA, inclui DNA primase, helicase, DNA polimerases, DNA ligases, topoisomerase, etc
Como ocorre o termino da replicacao?
A sintese de um novo filamento de DNA requer a utilização de primers de RNA a frente do processo. Quando a replicação chega a extremidade de uma molecula e o ultimo primer é removido, não ha a possibilidade de que ele seja repolimerizado em forma de DNA, o que leva a perda desse sequencia final presente na extremidade. As celulas eucarísticas desenvolveram um mecanismo para evitar essa perda: adicionam varias copias de uma sequencia simples nao codificante, chamada de telômero, nas extremidades das molécula. Essa adição é feita pela enzima telomerase. Dessa forma, ao final da replicação, ha a perda dessa sequencia e nao de uma sequencia codificante, ou seja, nao ha perda de informação genética. Ao longo do tempo, a quantidade de telomerase diminuiu e os telomeros vão se perdendo ao longo das divisões e uma perda de uma quantidade critica de telomeros indica um sinal para a celula encerrar as suas mitoses e se retirar do ciclo celular, entrando em senescencia.
Outra importância da telomerase: formar estruturas que permitem que a célula reconheça o verdadeiro fim de um cromossomo, diferenciando a extremidade de pontas geradas por quebras bifilamentares.
5 erros da replicação do DNA
Erros espontâneos:
Erros por bases tautomericas: bases oscilam entre formas tautomericas (isômeras) naturalmente. No entanto, uma base pode adquirir uma forma nao usual e fazer a ligação com um par nao adequado (exemplo: citosina pareando com adenina), o que constituiu um erro. Pode ser reparado pela DNA pol que tem função de exonuclease tambem.
Desaminacao: bases A, C e G possuem grupamentos amino, que podem ser deletados, causando erros e efeitos mutagênicos.
Oxidação espontânea: geralmente causadas por EROs, levam a oxidação de bases, fazendo-as emparelharem com pares nao adequados.
Depurinacao: perda de uma base purina
Depirimidinacao: perda de uma base pirimidina
Agentes causadores de danos ao DNA
Agentes físicos: Radiação ionizante (raios X e radiação gama - podem causar perdas nos anéis das bases, perdas de bases ou quebras) e nao ionizante (UVB e UCV - podem causar quebra da molecula ou alteracao de bases)
agentes químicos: podem causar desaminacao, acilação, podem ser análogos de bases e serem incorporados a molecula, podem se ligar a molecula e causar uma distorção na estrutura
Mecanismos de reparo do DNA
Reparo pelo sistema de revisão e correção da DNA pol: reparo de erros que ocorrem no momento exato da replicação por meio de atividade exonucleasica > ha a excisão do nucleotideo mal pareado e a polimerização com a adição no nucleotídeo adequado
Reparo direto: algumas enzimas reconhecem determinadas alteracoes nas bases e corrigem sem excisão delas. Podem ser enzimas que retiram grupamentos metil ou alcil.
Reparo por excisão de bases: reconhecimento de bases anormais (desaminadas ou oxidadas) por enzimas que removem essa base alterada. Após a remoção, um complexo proteico, contendo endonucleases, remove a pentose e o fosfato e uma DNA pol insere o nucleotídeo adequado. Para finalizar, uma DNA ligase cria uma ligacao fosfodiester entre as pontas
Excisão de nucleotideos: característico de lesões mais volumosas, promovidos por enzimas que reconhecem alteracoes na dupla hélice, como os resultantes de dimeros de pirimidina. Reconhecido o dano, o complexo enzimático produz cortares que removem alguns nucleotídeos do sitio danificado e a DNA pol e ligase finalizam o processo.,
Reparo de mau emparelhamento: via de reparo pós replicação, identifica o mau emparelhamento de bases, remove um segmento de nucleotideos que contem a base errada. Identifica a fita nova por meio do estado de metilação baixo dela.
Recombinação homóloga: quando ha quebras bifilamentares, usa-se a cromátide irmã (precisa estar no final de S ou início de G2). Há o reconhecimento da quebra, proteinas especificas associam-se aos filamentos simples de DNA e invadem a molecula homologa, estabelecem regiões heteroduplex, formando uma junção Holliday. Há então uma busca por uma sequencia complementar por pareamento de bases e a fita invasora é alongada pela DNA pol usando a fita complementar como molde. A fita recém-reparada é unida novamente a sua parceira original formando pareamento de bases que mantem unidas as duas fitas da dupla-hélice quebrada. O processo é finalizado pela sintese de DNA nas extremidades de ambas as fitas quebradas e ligacao.
Junção de segmentos não homólogos: junção de extremidades justapostas de moléculas quebradas pela ligase.
