Baixe PDF: Aulas Replicação e Reparo e outras Notas de aula em PDF para Biologia molecular, somente na Docsity! Replicação de DNA E e qu] e” 23 Pairs of Chromgsomes Strand DNA Stand sonúnues ia ntinues DNA Dupla-hélice composta de nucleotídeos ligados entre si e cujas bases nitrogenadas de uma hélice fazem pontes de hidrogênio com bases nitrogenadas de outra hélice, numa direção anti-paralela. Strand continues Ciclo Celular Col ihaemeocones nd sl Antes de iniciar a MD condensação dos Gi cromossomos o DNA necessita ser duplicado : . DNA synthesis é a fase Ss Miosis M O) de Chromosome duplication Chromoseme separation * Cell awith duplicated chromosomes Experimento de Meselson & Stahl, 1958 A pergunta Semiconservativa Conservative Dispersive Parental DNA First-generation progeny DNA Second-generation progeny DNA Semi-conservative - DNA replicated by the two strands unwinding and separating, each strand acts as a template for synthesis of a complementary strand. Each resultant molecule consists of one parental strand (conserved) and one newly synthesized strand. Conservative - original complementary poly-nucleotide strands remain intact while two new strands are synthesized Dispersive - parental double helix is cleaved into double-stranded DNA segments which act as templates for synthesis of new double-stranded DNA segments. The segments reassemble into complete DNA double helices, with parental and progeny DNA segments interspersed. The parental DNA has become dispersed throughout both progeny molecules. Experimento de Meselson & Stahl, 1958 Molécula parental A resposta Cultivo de bactérias em meio contendo 1SNH,CI, Isótopo pesado de N Heavy | 2 DNA (15N) o = s Primeira geração de moléculas “filhas” = Segunda geração de moléculas “filhas” Extração e purificação do DNA mm) Seguida de centrifugação em gradiente de CsCl Hybrid DNA SNHAN) E3 Light (o DNA (14N) — Hybrid DNA —4 Transferência para meio contendo !4NH,CI “Começa numa origem de replicação (Ori) e é bidirecional Bidirectional E indios CR forks Se Origin O genoma bacteriano circular constitui um único replicon meet 4, Pro, To, Ar Ca 7, “ca Gy, C, Tao: Ay, Dz Siryiio 444 Ap 4 Replicating 0 structure Appearance of O structure by electron mioscopy * A velocidade da forquilha de replicação x 4 bacteriana é 50.000 pb/min Y S *e, e sº * Um única origem de replicação em E.coli o o a Replication fork 2 Origin Replication fork 1 (OriC, 245 pb) Forquilha de replicação Região do DNA onde ocorre a transição do DNA parental fita dupla para as novas fitas filhas duplas Replicated DNAs Parental DNA Primeiro passo: abrir o DNA (forquilha de replicação) e manter as fitas separadas Origins of replication 2 N DNA Replication bubbiles + DNA polimerase DNA ou N iniciador RNA 5 Fita de DNA molde O que dirige a escolha do nucleotídeo a ser adicionado à fita é a especificidade A-T/ C-Ge o alongamento ocorre somente no sentido 5º —- 3”, devido à necessidade de um grupamento 3'0H livre para formação da ligação fosfodiéster Sintese da cadeia de DNA envolve a formação das ligações fosfodiéster Deoxyribose É Liberação de pirofosfato iniciador Fita de DNA molde Na formação da ligação fosfodiéster é liberado um grupo pirofosfato rico em energia DNA é sintetizado por DNA polimerases * DNA polimerase I foi isolada a partir de E.coli em 1955 por A. Kornberg * As DNA polimerases necessitam sempre de um DNA molde e uma sequência iniciadora. * O substrato da sintese é o desoxiribonucleosídeo 5'-trifosfato. * A síntese de DNA ocorre pela adição de nucleotídeos a extremidade 3'OH da cadeia em crescimento. “Sentido da síntese sempre é >. * Síntese de DNA procede na direção 5º -3º 3 Fita continua 3º Fita descontínua Observe o alongamento das duas fitas em sentidos opostos Fita contínua Fragmento de Okazaki Os fragmentos sintetizados na fita descontínua são chamados de fragmentos de Okazakie são ligados enzimaticamente para gerar uma fita contínua Síntese de DNA ocorre sempre na direção 5' —> 3' e é semi-descontínua Leading strand Fita com síntese contínua Direction of mo of replication Okazaki e ” fragments | 5" o losing Fita com síntese descontínua pb pb Proteínas presentes na origem de Replicação de E.coli DnaA Reconhece a origem oriC e abre a dupla fita em sítios específicos DnaB (helicase) Desenrola o DNA DnaC Auxilia a ligação de DnaB na origem HU Proteína do tipo histona que estimula a iniciação Primase (DnaG) Sintetiza os iniciadores de RNA Single strand binding (SSB) Liga a fita simples de DNA RNA polimerase Facilita a ação da DnaA DNA girase (topoisomerase) Alivia a tensão torsional gerada pela abertura da dupla-fita Dam Metilase Metila as sequências GATC na OriC Propriedades das DNA-polimerases Bacterianas Poll Polll + + Polimerização 5º > 3º Exonuclease 3' > 5º + + Exonuclease 5º > 3º + - Número de subunidades 1 >4 Velocidade de Polimerização(nt/seg) 16-20 40 Processividade 3-200 1.500 (nt adicionados antes da dissociação da fita-molde) | Reparo (Pol IV e V) Atividade exonuclease 5º > 3”, 250-1.000 > 500.000 | Principal enzima de replicação em E.coli responsável pelo processo de remoção dos iniciadores de RNA A DNA-polimerase Ill é multimérica, formada por mais de 10 cadeias, com uma simetria dimérica Fita na qual ocorre a síntese contínua 6 sub-unidades 6 sub-unidades As sub-unidades 7 mantém a estrutura £L Sistusyoanson-suos * ÁatM uyor 0661 O I4BuÁdoo Elongação - 2º estágio da replicação DNA polymerase III (a) / holoenzyme Leading strand Rep protein PIIVONARORY GY ARO 3 “a Helicase II A = RYYX : a ERES As Growing Okazaki a A ra 5 fr. ent EPYVY VV YA NA E: Primosome making new RNA primer 3 Completed Okazaki fragment RNA primer to be replaced with DNA by Poll; (c) , nick sealed by DNA ligase OOOPS: LE A j (PN Newiy x / A 111 TT 3 DS, SEER 8 7 nitiated k kd CI Okazaki fragment ai Figure 31-20. The replication of E. coli DNA. AR fragment Replicação do DNA - Resumo * Replicação do DNA é semi-conservativa * Replicação é bi-direcional. * Cromossomos bacterianos possuem apenas 1 replicon, cromossomos eucariotos possuem vários amplicons. * O DNA é sintetizado por DNA polimerase, uma enzima multimérica, * Asíntese ocorre sempre no sentido 5 - 3º, com atividade revisora 3-5". * Asíntese é contínua em uma das fitas e descontínua na fita oposta * Um complexo de mais 9 enzimas está envolvido na iniciação, elongação e terminação da replicação. Geometria do pareamento das bases contribui para a fidelidade da replicação do DNA Pareamento correto H / CH; OmH—N (emu OmAH-N Pareamento incorreto a oh e e AI EE, N N. as 4 OmnmH— NO o > / a CH; O “ OmnmH— EN: H— A H Reparo do DNA H | SN | Purine pair distoris duplex N “so Replication errors osine à enine E2| Cyt =» y Ad É QEês ' Corrected by removing G “Mismatch repair" Corrige erros de replicação Reparo do DNA Reparo por Excisão CGAGTAGG de Bases: — es Remove a Uracila o (citosina alterada) pi 2 em nem Poelestido quo CGAGTACG O Reparo do DNA OPS DATA TERRE Reparo por NUCLEASE ms Ena Excisão de ssa | Elpstngod Remove o nucleotideo DNA hotix with 12 nuciootido gap Filp anoa onça Reu | CTACGGTICTALTATOG GATGCCAGATGATACC Can a Q a —< o estima-se que 6-7 eventos devem ocorrer (em - 20- 40 anos) para indução do câncer % em certos casos a propensão ao câncer é hereditária Recombinação “constitui na troca ou incorporação de uma seqiiência de DNA com (à) outra “na meiose ocorre a recombinação homóloga (troca de trechos) Ya recombinação somática é responsável pelo rearranjo de BCR e TCR “DNA de bactérias e virus também sofrem recombinação =) = O + a Gametes l|b | | o | o E, Crossing-over and recombination during meiosis recombinação homóloga 18 and je deles gene fecatloins or tvs hormologais Ehromesomes Ra E E E E Singlesirand heteroryes Denble-seranda hererozygous Crossing-over and recombination during meiosis recombinase RecA e Rec BCD Temor Derriar Bepmer Temer CEM ERR V d 12 E K = RSS: a regra de recombinação há a formação e parte do de alças durante DNA o rearranjo genômico é perdido tm DNA germinativo E; O [5 DNA rearran ado =: E mRNA maduro | DA o AA À Eventos Imunoglobulinas ç é [e [Ra V o) D) 30 0 NI 5 5 inserções 2 (1) proteína Cell Iysis and reloaso of progeny phages (o d = Synthesis of W viral proteins Lytic mode Sa e. Roplication of phage DNA Lysogenic mode / XC a ud Induotlon Integration ia phage DNA into host DNA 4 =. B UV radiation Figure 32-22, The life cycle of bacteriophage À. na fase após infecção de uma bactéria pode ocorrer a recombinação (integração) do DNA do fago no DNA da bactéria cos = à DNA um [ nm E. coli DNA E O E; att B Integrase, Integrase, 2 excisionase, IHF HF à prophage | E. coli (A) B na fase após infecção de uma bactéria ocorre a recombinação (integração) sítio-específica (att) do DNA do fago no DNA da bactéria Host cell wall 3 PNA circularization RO ra O B Rolling circle replication 9 Packaging of DNA = E) in phage head UN Ed E À E — Há replicação do DNA do fago, formação de novas partículas e o ciclo de fecha