Reparo e Replicação do DNA - Semana 8 Flashcards
Cite as principais características da replicação do DNA e quando ela ocorre.
A replicação do DNA ocorre quando a célula está se dividindo e precisa duplicar seu material genético para passa-lo para a célula filha que está se formando.
As principais características são: é semiconservativa (usa a fita original como molde), se inicia na origem da replicação (existem várias origens de replicação no mesmo DNA para que a transcrição possa ocorrer em vários locais simultaneamente), é bidirecional na forquilha de replicação, a síntese ocorre de 5’ para 3’, ocorre por enzimas chamadas DNA’s-polimerases através de uma molécula molde, e é necessário um primer para se iniciar.
O que são as origens de replicação?
As duas fitas de DNA são desconectadas para o começo da replicação pelas proteínas iniciadoras ao se ligarem nas origens de replicação. As origens são locais ricos em pares de bases A-T, que são reconhecidas por esses proteínas iniciadoras que se ligam, afastam a dupla hélice e quebram as ligações de hidrogênio no local.
Defina a estrutura das DNA’s-polimerases seus tipos em procariotos e eucariotos e suas funções.
A DNA-polimerase é uma enzima que fica localizada na forquilha de replicação, ela tem como função a catalização da adição de novos nucleotídeos à extremidade 3', através da energia liberada pela quebra da ligação anjidridofosfórica que ocorre quando esse novo nucleotídeo é adicionado, e a autocorreção da nova fita que está sendo formada a medida que os nucleotídeos são adicionados (as bases escolhidas vem da complementariedade com a fita molde, mas as vezes ocorrem parlamentos como A-C e G-T, mas são logo corrigidos no sítio de correção da enzima - onde nucleases clivam a parte errada e ocorre a nova polimerização). TIPOS DE DNA-POLIMERASE PROCARIOTO I- remove primer e faz síntese de DNA. II- faz reparo do DNA. III- a principal responsável pela síntese do DNA. EUCARIOTO alfa- retira o primer. beta- reparo do DNA. delta e epsílon- síntese do DNA. gama- síntese do DNA mitocondrial.
O que são os iniciadores/primers?
Uma enzima conhecida como primase começa o processo de replicação do DNA abrindo a dupla hélice e produzindo um RNA molde (PRIMER) com cerca de 10 nucleotídeos para fornecer à DNA-polimerase uma extremidade 3’ para que essa possa realizar seu trabalho. Para unir os seguimentos da fita recém-sintetizada os RNAs são retirados por clivagem feita por nuclease e a DNA-polimerase de reparo faz uma sequência de DNA correspondente e a DNA-ligase liga os pedaços.
O que é a forquilha de replicação e qual a direção que a replicação acontece nelas?
Em cada origem de replicação são formadas 2 forquilhas de replicação, que são regiões em Y com parte do DNA aberto e outra parte fechado e será por onde as DNAs-polimerases irão continuar seu caminho, de maneira bidirecional.
Porém, esse fator bidirecional cria um sério problema que a DNA-plomerase só sintetiza novas fitas na direção 5’ para 3’, desse modo uma fita possuirá uma direção “incorreta” e será sintetizada de maneira descontínua, através dos fragmentos de Okazaki, que são unidos posteriormente pela DNA-ligase.
A fita produzida de maneira descontínua é chamada de retardada e a de maneira contínua de fita líder.
Quais são as proteínas/enzimas presentes na maquinaria de replicação e suas funções para a replicação?
Para que a replicação ocorra são necessárias algumas enzimas que andam juntas com a DNA-polimerase e compõem a maquinaria de replicação.
As DNA-helicases ficam na frente do complexos e utilizam hidrólise de ATP para se proerlir e ir separando a dupla hélice no caminho da polimerase.
As ligaduras de DNA de fita simples são proteínas que se ligam ao DNA que foi aberto pelas helicases para que não ocorram dobras nesse DNA ou novos pares de bases, entre nucleotídeos da mesma fita, sejam formados e a polimerase possa passar tranquilamente.
As DNA-topoisomerases aliviam a tensão que se cria na outra extremidade a medida que a helicase vai desfazendo a hélice quebrando transitoriamente a cadeia simples de DNA e depois refazendo as ligações.
O grampo deslizante (formado pelas proteínas RFC - que se liga ao DNA na junção com primer e fita molde - e a PCNA - que se liga a RCF e a polimerase) mantém a polimerase ligada ao DNA.
Quais os principais danos que podem ocorrer ao DNA?
Os principais danos podem ocorrer por: metabólitos reativos em contato com o DNA, produtos químicos em contato com o DNA, depurinação (relação de uma base púnica de um nucleotídeo - 5000 por dia), desaminação (perda espontânia de um grupo amino de uma base que a transforma em outro composto ou em outra base e por radiação UV (que promove uma ligação covalente entre duas bases pirimídicas adjacentes - da mesma fita - formando dímeros pirimídicos .
O que pode ocorrer caso não haja reparo ou ele só seja parcialmente completo?
Caso o reparo não ocorra ou ocorra de maneira incompleta, podemos ter no futuro a substituição de 1 par de nucleotídeo, pareamento incorreto na hora da transcrição ou replicação e deleção de 1 ou mais pares. Porém os danos são facilmente identificados pois criam estruturas incomuns ao DNA sem dano.
Explique a via básica de reparo por excisão de nucleotídeos.
VIA BÁSICA DE EXCISÃO DE NUCLEOTÍDEO
1- A parte danificada é reconhecida e depois removida por nucleares (que clivam as ligações covalentes que unem os nucleotídeos danificados ao restante) deixando um buraco.
2- A DNA-polimerase de reparo se liga na extremidade 3’ disponível nesse buraco e sintetiza o novo pedaço preenchendo-o.
3- A DNA-ligase junta o pedaço danificado ao restante refazendo a estrutura da dupla hélice.
Explique como ocorre o reparo por mau pareamento de bases.
Um plexo proteico (composto por subunidades L e S) reconhece o local de mau pareamento e remove por clivagem por nucleases, depois utiliza-se a DNA-polimerase de reparo e a DNA-ligase. Erros nesse tipo de correção podem levar a vários tipos de câncer.
Explique como é feito o reparo em quebras de fita dupla em eucariotos e procariotos.
Nas quebras de fita dupla não existe uma fita que não está danificada para servir de molde, então temos 2 maneiras de correção:
1- União de extremidades não homólogas
As extremidades das regiões que sofreram a quebra são unidas pela DNA-ligase para que outros fragmentos de DNA não se separarem (existe um limpeza das extremidades antes que a junção ocorra, na qual mais alguns nucleotídeos podem ser perdidos).
2- Recombinação homóloga
Quando a quebra de fita dupla ocorre no produto da replicação e a divisão celular ainda não terminou, utiliza-se o DNA original para formar uma das fitas por complementariedade a esse original e a outra complementar a esse novo sintetizado.
