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Replicação do DNA

Replicação do DNA. Prof. Dr. Francisco Prosdocimi. Mitose / Meiose. Como acontece a síntese do DNA?. Meselson-Stahl experiment. 1957 Cresceram E. coli em meio com N-15 e depois voltaram pra N-14 Purificação do DNA das bactérias Três tipos de DNA N-15 + N-15 N-15 + N-14 N-14 + N-14

corina
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Replicação do DNA

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Presentation Transcript

  1. Replicação do DNA Prof. Dr. Francisco Prosdocimi

  2. Mitose / Meiose

  3. Como acontece a síntese do DNA?

  4. Meselson-Stahl experiment • 1957 • Cresceram E. coli em meio com N-15 e depois voltaram pra N-14 • Purificação do DNA das bactérias • Três tipos de DNA • N-15 + N-15 • N-15 + N-14 • N-14 + N-14 • Ao aquecer o N-15 + N-14 e separar as fitas ficava claro que uma fita continha N-15 e outra N-14

  5. Replicação semi-conservativa

  6. Origens de replicação • Locais com um contexto de sequência específico • Ligam proteínas específicas • Quando acionadas, essas proteínas permitem o início da replicação

  7. Origens de replicação

  8. Replicação http://207.207.4.198/pub/flash/24/menu.swf • DNA Polimerase III • Sentido 5’ → 3’ • Nucleotídeos 3P são adicionados • Liberação de Pirofosfato

  9. Primase • Ribonucleoproteína • Liga-se à helicase em procariotos formando o chamado primossomo • Sintetiza um primer de RNA contendo aproximadamente 11 bases; fornece 3’ OH • DNA polimerase lenta e sujeita a erros • Evita a progressão da forquilha uma vez que a fita líder anda mais rápido

  10. Micrografia, bolha de replicação Forquilhas de replicação

  11. Forquilha de replicação

  12. Replicação das fitas • Fita líder • Primase age uma vez • Fita retardada • Primase age várias vezes • 1967, Fragmentos de Okasaki Okazaki R, Okazaki T, Sakabe K, Sugimoto K. Mechanism of DNA replication possible discontinuity of DNA chain growth. Jpn J Med Sci Biol. 1967 Jun;20(3):255-60

  13. Primase na fita retardada • Deslocamento da forquilha de replicação • Primase faz primer

  14. Direções de replicação na Forquilha

  15. Desenovelamento do DNA • Retirada das histonas • Proteínas de ligação a fita simples (SSBPs) • DNA helicase • Quebra pontes de H • DNA topoisomerases • Tiram a tensão

  16. Forquilha de replicação Polaridade da síntese define fitas líder e retardada (descontínua)

  17. DNA polimerase • Enzimas que catalisa a reação de síntese do DNA • Adiciona nucleotídeos tri-fosfato à extremidades 3’OH livre • Alongamento da cadeia de DNA sempre é feito na direção 5’>3’ (endonuclease 5’>3’) • Incapaz de fazer DNA do zero (precisa ter extremidade 3’OH livre) • Possui mecanismo de correção de erros (exonuclease 3’>5’)

  18. Tipos de DNA polimerase • DNA polimerase I • Descoberta em 1956 (Kornberg pai) • Função precisa descoberta apenas em 1969: remove o primer de RNA da fita descontínua • DNA polimerase III • Descoberta em 1970 (Kornberg filho) • Principal enzima que realiza a replicação em procariotos • DNA polimerase II • Lenta, envolvida em reparo do DNA

  19. DNA Replication DNA Pol precisa de um molde inicial Primase: gera um molde de RNA complementar A DNA Pol III agora é capaz de adicionar bases à extremidade 3’OH

  20. Eliminação dos fragmentos de Okasaki DNA Pol I

  21. Mecanismo da enzima Ligase

  22. Visão geral Repare na posição do primer de RNA

  23. Reparo pela Polimerase • Mecanismo de verificação(Proof-reading) • DNA-polimerase possui • Uma atividade de polimerização 5’→ 3’ • Uma atividade de exonuclease 3’→ 5’

  24. Reparo pela Polimerase • Mecanismo de verificação(Proof-reading) • DNA-polimerase possui • Uma atividade de polimerização 5’→ 3’ • Uma atividade de exonuclease 3’→ 5’

  25. DNA Repair Checagem de pareamento incorreto(eucariotos) Proteínas especiais para reparo do erro

  26. E as extremidades dos cromossomos?

  27. Doenças causadas por problemas no mecanismos de replicação • Ataxia de Friedreich's • dano progressivo no sistema nervoso (problemas musculares, na fala e doenças no coração) • forma mais comum das ataxias herdadas • A seqüência GAATTC se repete, quando existem mais de 40 repetições, o indivíduo apresenta a doença. • Xeroderma pigmentosum • envelhecimento precoce • aumento na incidência de câncer • Falha no mecanismo de reparaçãodo DNA causado pela luz UV

  28. Ciclo celular • A replicação do DNA é regulada temporalmente • Fase S do ciclo celular • Checkpoints do ciclo celular • Ciclinas

  29. Conclusões • Replicação semi-conservativa • Bolha de replicação avança em duas direções • Fita líder e fita retardada • Helicases e topoisomerases desenrolam o DNA • Primase faz o primer • DNA polimerase III, DNA polimerase I • DNA ligase • Telomerase

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