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Replicação do DNA & Transposons. Enzimas e Mecanismos Envolvidos na Replicação e Transposição do DNA. Prof. Henrique S. Costa, M.Sc. Replicação do DNA e ciclo celular. Replicação e Ciclo Celular estão intimamente conectados.
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Replicação do DNA & Transposons Enzimas e Mecanismos Envolvidos na Replicação e Transposição do DNA Prof. Henrique S. Costa, M.Sc.
Replicação do DNA e ciclo celular • Replicação e Ciclo Celular estão intimamente conectados. • A freqüência do ciclo de replicação deve ajustar-se a velocidade de crescimento da célula. • O término da replicação necessita ajustar-se à divisão celular. • Sinais celulares para o crescimento e divisão celular→ síntese de proteínas, falta de aminoácidos, ligação entre DNA e membrana celular (mesossomo) etc. • # No processo de divisão celular, os cromossomos precisam estar completos. • # A célula têm de possuir um tamanho celular mínimo necessário.
Replicação do DNA e ciclo celular PROCARIOTOS # E. coli → 20 minutos (formação de novas gerações) # Ponto-chave na relação entre replicação e ciclo celular → momento em que o processo de duplicação do cromossomo deve ser iniciado. # O ciclo de replicação deve ocorrer bem antes do processo de divisão celular. # Presença de cromossomos com várias forquilhas de replicação em diferentes estágios de desenvolvimento.
Replicação do DNA e ciclo celular PROCARIOTOS EUCARIOTOS
Replicação do DNA e ciclo celular PROCARIOTOS • # Pontos-chave na relação entre replicação e ciclo celular • → momento em que o processo de duplicação do cromossomo deve ser iniciado. • → ligação física entre DNA e membrana celular. • # Origem de replicação • → seqüências GATC (sítios de metilação da Adenina). • Metilação → adição do radical metil (– CH3) na base nitrogenada tornando o DNA susceptível ao início da replicação. • → metilases (EcoR1 e BamH1)
Replicação do DNA e ciclo celular PROCARIOTOS # Origem de replicação → formação de DNA hemi-metilado (nova fita sintetizada) que se liga a membrana celular (mesossomo) → segregação de cada cromossomo para cada uma das células após a o processo de divisão celular.
Replicação em Procarioto Anel Perisseptal
Replicação do DNA e ciclo celular • EUCARIOTOS • G1 – período variávelentre diferentes organismos (iniciam seu ciclo como diplóides). • S → iniciação das origens de replicação (ao final, a célula é tetraplóide). • G2 → preparação do núcleo para divisão. • Mitose → divisão celular (manutenção do número de cromossomos)
Replicação do DNA e ciclo celular • EUCARIOTOS • Duplicação do material genético → ativação das origens de replicação em diferentes tempos. • # Sinais celulares para o início da fase S→ ativação da primeira origem de replicação.
Origem de replicação • Características das regiões de início de replicação → presença de grande quantidade de sítios AT. • Vírus, plasmídeos e células procarióticas → possuem apenas uma origem de replicação. • # Eucariotos→ várias origens de replicação.
Replicação em Procarioto • Complexo inicial → ligação de DNaA (proteína) em seu sítio de ligação (4 seqüências repetidas de 9 pb (5’ TTAT(C/A)CA(C/A)A 3’)). • Complexo aberto → dependente das alterações estruturais no DNA em função do complexo DNaA:oriC (separação das 2 fitas na seqüência de 13 pb). HU, IHF (proteínas) estimulam a reação a partir da estabilização da curvatura do DNA. • Complexo pré-priming→ ligação de DNaB (proteína) na região de 13 pb. Formação do complexo DNaB:DNaC. • # DNaB → mantém as 2 fitas de DNA dissociadas, permitindo que a replicação continue (helicase).
Replicação em Procarioto Complexo Inicial Complexo Aberto Complexo Pré-priming
Função • Liga-se a origem • Induz abertura da fita de DNA • Posiciona DnaB em oriC Replicação em Procarioto Características • Proteína Iniciadora Monômero de 52 kDa • Liga-se as 4 seqüências de 9pb • Ligação Cooperativa 20 a 40 monômeros
Função • Liga-se a origem após DnaA • Utiliza ATP • Preparo para entrada do P’ Replicação em Procarioto DnaB Características • Helicase Hexâmero (54 kDa) • Liga-se as 3 seqüências de 13pb • Ligação Dimerizada DnaB-DnaC
Replicação em Procarioto Proteínas e genes envolvidos no início da replicação de E. coli
Replicação Semiconservativa Replicação Conservativa Replicação Dispersiva Mecanismos de Replicação
Mecanismos de Replicação • SEMICONSERVATIVO → as 2 fitas do DNA parental são copiadas, originando moléculas filhas com apenas uma das fitas novas sintetizadas.
Mecanismos de Replicação 1958: Matthew Meselson e Franklin W. Stahl • Marcação do DNA de E. coli 15N • Centrifugação de equilíbrio em gradiente de densidade (Cloreto de Césio)
