Etapas e processo de replicação de DNA

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DNA é o material genético que define cada célula. Antes de célula duplica e é dividido em novas células filhas através de mitose ou meiose, biomoléculas e organelas deve ser copiado para ser distribuído entre as células. DNA, encontrado dentro do núcleo, deve ser replicado para garantir que cada nova célula receba o número correto de cromossomos. O processo de duplicação de DNA é chamado Replicação do DNA. A replicação segue várias etapas que envolvem vários proteínas chamadas enzimas de replicação e RNA. Nas células eucarióticas, como células animais e células de plantas, A replicação do DNA ocorre no Fase S da interfase durante o ciclo de célula. O processo de replicação do DNA é vital para o crescimento, reparo e reprodução celular nos organismos.

DNA ou ácido desoxirribonucléico é um tipo de molécula conhecida como ácido nucleico. Consiste em açúcar desoxirribose de 5 carbonos, fosfato e base nitrogenada. O DNA de fita dupla consiste em duas cadeias de ácido nucleico em espiral que são torcidas em um

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hélice dupla forma. Essa torção permite que o DNA seja mais compacto. Para se encaixar dentro do núcleo, o DNA é compactado em estruturas bem enroladas chamadas cromatina. A cromatina condensa para formar cromossomos durante a divisão celular. Antes da replicação do DNA, a cromatina afrouxa, fornecendo ao mecanismo de replicação celular acesso às fitas de DNA.

Antes que o DNA possa ser replicado, a molécula de fita dupla deve ser "descompactada" em duas fitas simples. O DNA tem quatro bases chamadas adenina (A), timina (T), citosina (C) e guanina (G) que formam pares entre os dois fios. A adenina apenas emparelha-se com a timina e a citosina apenas se liga à guanina. Para desenrolar o DNA, essas interações entre pares de bases devem ser interrompidas. Isso é realizado por uma enzima conhecida como DNA helicase. A helicase de DNA interrompe a ligação de hidrogênio entre pares de bases para separar os fios em uma forma Y conhecida como garfo de replicação. Essa área será o modelo para o início da replicação.

DNA é direcional em ambas as vertentes, representado pelas extremidades 5 'e 3'. Essa notação significa qual grupo lateral está anexado ao backbone do DNA. o 5 'end possui um grupo fosfato (P), enquanto o 3 'final tem um grupo hidroxil (OH) conectado. Essa direcionalidade é importante para a replicação, pois só progride na direção 5 'para 3'. No entanto, o garfo de replicação é bidirecional; um fio é orientado na direção de 3 'a 5' (vertente principal) enquanto o outro está orientado 5 'para 3' (vertente atrasada). Os dois lados são, portanto, replicados com dois processos diferentes para acomodar a diferença direcional.

A vertente principal é a mais simples de replicar. Depois que as cadeias de DNA foram separadas, um pequeno pedaço de RNA chamado de cartilha liga-se à extremidade 3 'da fita. O iniciador sempre se liga como ponto de partida para replicação. Os primers são gerados pela enzima DNA primase.

Enzimas conhecidas como Polimerases de DNA são responsáveis ​​pela criação da nova vertente por um processo chamado alongamento. Existem cinco tipos conhecidos de DNA polimerases em bactérias e células humanas. Em bactérias como E. coli, polimerase III é a principal enzima de replicação, enquanto a polimerase I, II, IV e V são responsáveis ​​pela verificação e reparo de erros. A polimerase de DNA III se liga à fita no local do iniciador e começa a adicionar novos pares de bases complementares à fita durante a replicação. Nas células eucarióticas, as polimerases alfa, delta e epsilon são as polimerases primárias envolvidas na replicação do DNA. Como a replicação prossegue na direção de 5 'a 3' na fita principal, a fita recém-formada é contínua.

o costa atrasada inicia a replicação ligando-se a vários iniciadores. Cada iniciador está separado apenas por várias bases. A polimerase de DNA adiciona pedaços de DNA, chamados Fragmentos de Okazaki, para o fio entre os primers. Esse processo de replicação é descontínuo, pois os fragmentos recém-criados são desarticulados.

Uma vez formadas as cadeias contínua e descontínua, uma enzima chamada exonuclease remove todos os iniciadores de RNA das cadeias originais. Esses primers são então substituídos por bases apropriadas. Outra exonuclease "revisa" o DNA recém-formado para verificar, remover e substituir quaisquer erros. Outra enzima chamada DNA ligase une os fragmentos de Okazaki, formando um único fio unificado. As extremidades do DNA linear apresentam um problema, uma vez que a DNA polimerase só pode adicionar nucleotídeos na direção de 5 'a 3'. As extremidades das cadeias parentais consistem em sequências repetidas de DNA chamadas telômeros. Os telômeros agem como tampas protetoras no final dos cromossomos para impedir a fusão dos cromossomos próximos. Um tipo especial de enzima DNA polimerase chamado telomerase catalisa a síntese de seqüências de telômeros nas extremidades do DNA. Uma vez concluída, a fita-mãe e sua fita de DNA complementar se enrolam no familiar hélice dupla forma. No final, a replicação produz dois Moléculas de DNA, cada um com uma fita da molécula mãe e uma nova fita.

Replicação de DNA é a produção de idênticos Hélices de DNA a partir de uma única molécula de DNA de fita dupla. Cada molécula consiste em um cordão da molécula original e um cordão recém-formado. Antes da replicação, o DNA se desenrola e os fios se separam. É formado um garfo de replicação que serve como modelo para replicação. Os iniciadores se ligam ao DNA e as polimerases de DNA adicionam novas seqüências de nucleotídeos na direção de 5 'a 3'.

Esta adição é contínua na fita inicial e fragmentada na fita atrasada. Depois que o alongamento das cadeias de DNA é concluído, as cadeias são verificadas quanto a erros, os reparos são feitos e as sequências de telômeros são adicionadas às extremidades do DNA.

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