Bilogia Molecular e Celular - Aula 10, Notas de estudo de Química Industrial

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Relatório Teórico

Biologia Molecular e Celular

Aula 10

Química Industrial 1º Ano

Índice

• Replicação Do DNA.......................................................................................................................................
  • Fase S E A Replicação Do DNA
  • Componentes Do Complexo de Pré-Replicação
  • M-CDK E Iniciação Da Prófase
  • Ponto De Verificação Em G2
  • Mitose
    • Prófase
    • Prometáfase
    • Metáfase
    • Anáfase
    • Telófase
    • Citocinese

molécula de DNA, outra enzima chamada polimerase liga um grupo de nucleotídeos que se pareiam com os nucleotídeos da molécula-mãe. Além da capacidade de duplicação, o DNA também é responsável pela síntese de outro ácido nucleico muito importante para a célula: o ácido ribonucleico ou RNA. Da mesma forma que o DNA, o RNA também é uma molécula grande, formada por várias partes menores chamadas nucleotídeos. Por isso diz-se que tanto DNA como RNA são polinucleotídeos. Células Procarióticas Na célula, a replicação do ADN tem início em locais específicos do genoma denominadas origens de replicação. Mais especificamente, inicia-se numa zona da cadeia denominada tripleto de iniciação. Neste local as helicases começam a abrir a cadeia para ambos os lados da origem, quebrando as ligações de hidrogênio existentes entre as bases complementares e dando origem a uma "bolha de replicação" que é constituída por duas forquilhas de replicação. Em seguida liga-se às cadeias de DNA a enzima RNA primase que sintetiza um primer, que consiste numa sequência de bases de RNA que iniciam a síntese, visto que a DNA polimerase III não tem a capacidade de o fazer pela ausência de grupos hidroxila expostos. Após a síntese do primer, a DNA polimerase III vai continuar o processo que ocorre no sentido da extremidade 5' para a extremidade 3' da nova cadeia. Como a DNA polimerase vai atuar para ambos os lados da origem de replicação, por cada cadeia simples de DNA existente, uma parte da nova cadeia será sintetizada na direção da replicação. Esta cadeia é sintetizada de modo contínuo e denomina-se "cadeia contínua". Existe uma outra parte

da cadeia em que a direção da replicação é contrária à direção da síntese, esta cadeia é sintetizada descontinuamente, isto é, a RNA primase vai sintetizar vários primers ao longo da cadeia, inicialmente próximo da origem de replicação e posteriormente a maior distância. Os fragmentos formados são denominados fragmentos de Okazaki. Entre estes fragmentos existem primers que serão removidos e substituídos por DNA, pela ação de uma outra DNA polimerase, a DNA polimerase I. Como a DNA polimerase não consegue estabelecer a ligação entre esses nucleótidos e os que se encontram nas extremidades dos fragmentos de Okazaki, formam-se lacunas entre o grupo fosfato de um e o carbono 3' do outro. Esses nucleótidos são posteriormente ligados pela DNA ligase. A esta cadeia chama-se "cadeia descontínua". As partes finais da cadeia de DNA denominada telómeros são sintetizadas pela enzima telomerase. A telomerase é uma DNA polimerase com atividade de transcriptase reversa. Apresenta um molde interno de RNA e a partir daí é capaz de sintetizar o DNA das extremidades cromossômicas, evitando a perda progressiva e encurtamento dos telómeros. Durante todo o processo de replicação atuam outras enzimas entre elas as SSB e as topoisomerases que têm como função evitar o enrolamento da cadeia durante a síntese.

Ela é formada inicialmente por fragmentos de DNA, conhecidos como fragmentos de Okazaki. Cada vez que um trecho suficientemente longo de DNA fita simples está disponível, inicia-se a síntese de um novo fragmento de Okazaki, de dentro para fora da forquilha. A enzima ligase é responsável por unir esses fragmentos de Okazaki, ligando o fragmento recém-sintetizado ao fragmento sintetizado anteriormente. Desta forma engenhosa a síntese das novas fitas de DNA é sempre feita no sentido 5’→3’.

Para que a síntese das fitas novas progrida é necessária a adição de dois primers: um na extremidade da fita molde que servirá para dirigir a síntese da fita contínua, e outro mais para o interior da forquilha de replicação, pareado com a fita que servirá de molde para a síntese da fita descontínua. Na verdade, para cada fragmento de Okazaki a ser gerado será necessária a adição de um primer, no sentido 5’→3’. A DNA polimerase não consegue estender uma nova fita de DNA se não houver um pequeno trecho de DNA ou RNA pareado na fita molde acima (ou 5’) do segmento que será sintetizado. A consequência final deste mecanismo de adição de primers antes da extensão das fitas novas é que haverá trechos de RNA entre longos segmentos de DNA na fita descontínua. E mesmo na fita contínua haverá pelo menos um primer de RNA seguido de toda a fita feita com DNA. Entretanto, os primers precisam ser retirados da nova fita de DNA, e isso ocorre através da ação corretora da enzima DNA polimerase I. A DNA polimerase I reconhece diversos defeitos no DNA, inclusive a presença de RNA, mesmo que pareado ao DNA. Através de uma atividade exonucleotídica 5’→3’, ela retira o primer, ao mesmo tempo em que, empregando a hidroxila livre da extremidade 3’ do fragmento de Okazaki já sintetizado e situado 5’ do sítio reparado, ressintetiza o espaço deixado, desta vez com DNA. Então, a enzima ligase realiza a ligação entre os fragmentos de Okazaki. Um primer é adicionado um pouco antes do final do molde (pela DNA primase), e após a síntese do fragmento de Okazaki correspondente, o primer é retirado, sobrando um pequeno trecho a ser recomposto. A enzima telomerase é responsável pela adição de uma sequência de bases definida, repetindo muitas vezes esta operação, cada vez que deteta um

Resumindo:

Componentes Do Complexo de Pré-Replicação

Na fase S e na replicação do DNA ocorre:

• Aumento dos níveis de Cdc6 no inicio de G
• A Cdc6 liga-se ao ORC (Após a anáfase e durante a fase G1)
• Ligação das proteínas Mcm (atuam como DNA helicase)
• A Cdk2/ciclina E fosforila o complexo pré-replicativo permitindo a replicação do DNA
• A Cdk2/ciclina E, Cdk2/ciclina A e cdk1/ciclina B impedem a montagem de novos complexos de pré-replicação até á anáfase (quando diminui a atividade das Cdks)

M-CDK E Iniciação Da Prófase

Prometáfase

A prometáfase é a fase da mitose que se segue à prófase e que precede a metáfase, em células somáticas de eucariotas. O envelope nuclear desagrega-se em fragmentos e desaparece. Os microtúbulos que emergem dos centrossomas nos pólos do aparelho mitótico atingem os cromossomas, agora condensados. Na região do centrómero, cada cromátide irmã possui uma estrutura proteica denominada cinetócoro.

Alguns dos microtúbulos do aparelho ligam-se ao cinotocoro, arrastando os cromossomas. Outros microtúbulos do aparelho fazem contacto com os microtúbulos vindos do pólo oposto. As forças exercidas por motores proteicos associados a estes microtúbulos do aparelho movem o cromossoma até ao centro da célula.

se torna ativa após a degradação da securina por ubiquitinação, que dissocia as coesinas que mantinham os cromatídeos unidos. Resumindo:

• Separação das cromátides irmãs
• As cromátides irmãs movem-se para pólos opostos do fuso (anáfase A)
• Os pólos movem-se em direção á periferia da célula (anáfase B)
• O fuso miótico ativa o córtex celular de forma a preparar a célula para a citocinese

Mecanismo Bioquímico Envolvido Na Separação Das Cromátides

Irmãs

Telófase

A telófase é a fase mitótica em que os cromossomos começam a se desespiralizar. A carioteca ou invólucro nuclear reconstrói-se, os cromossomas reúnem-se nos polos do fuso, os microtúbulos cinetocorianos desaparecem e o nucléolo reaparece. Há a formação de duas células diploides (2n) e ocorre a citocinese. Nessa fase, os cromossomos já situados nos pólos celulares, descondensam-se. A carioteca reorganiza-se em torno de cada conjunto cromossômico, o que determina formação de dois novos núcleos, um em cada pólo da célula. Os nucléolos também se reconstituem. A telófase, portanto, abrange uma série de eventos opostos àqueles que ocorreram no início da divisão. No final da telófase, completa-se a cariocinese, isto é, a divisão nuclear com a consequente formação de dois novos núcleos. Após a cariocinese, inicia-se a citocinese, ou seja, a separação do citoplasma em duas regiões, o que acarreta a formação de duas novas células-filhas. Nas células animais verifica-se uma citocinese centrípeta, uma vez que a membrana plasmática invagina-se, determinando uma divisão celular de "fora para dentro", por estrangulamento.