Replicação do DNA & Transposons

Apresentação em tema: "Replicação do DNA & Transposons"— Transcrição da apresentação:

1 Replicação do DNA & Transposons
Enzimas e Mecanismos Envolvidos na Replicação e Transposição do DNA Prof. Henrique S. Costa, M.Sc.

2 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.

3 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.

4 Replicação do DNA e ciclo celular
PROCARIOTOS EUCARIOTOS

5 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)

6 Procarioto → E. coli

7 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.

8 Replicação em Procarioto
Anel Perisseptal

9 Replicação do DNA e ciclo celular
EUCARIOTOS G1 – período variável entre 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)

10 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.

11 Replicação do DNA e ciclo celular

12 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.

13 Origem de Replicação

14 Origem de Replicação

15 Replicação em Procarioto

16 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).

17 Replicação em Procarioto
Complexo Inicial Complexo Aberto Complexo Pré-priming

18 Replicação em Procarioto

19 Replicação em Procarioto
Características Proteína Iniciadora  Monômero de 52 kDa Liga-se as 4 seqüências de 9pb Ligação Cooperativa  20 a 40 monômeros Liga-se a origem Induz abertura da fita de DNA Posiciona DnaB em oriC Função

20 Replicação em Procarioto
DnaB Características Helicase  Hexâmero (54 kDa) Liga-se as 3 seqüências de 13pb Ligação Dimerizada  DnaB-DnaC Liga-se a origem após DnaA Utiliza ATP Preparo para entrada do P’ Função

21 Proteínas e genes envolvidos no início da replicação de E. coli
Replicação em Procarioto Proteínas e genes envolvidos no início da replicação de E. coli Proteína Gene Função DnaA dnaA Reconhecimento de oriC DnaB dnaB Helicase → Ligação na região aberta de 13pb DnaC dnaC Formação do complexo pré-priming DnaG dnaG Primase → Sintetiza e posiciona o primer Girase gyr Remoção de supertorções positivas SSB ssb Estabiliza DNA de fita simples HU hup Estabilização da curvatura do DNA

22 Mecanismos de Replicação
Replicação Semiconservativa Replicação Conservativa Replicação Dispersiva

23 Mecanismos de Replicação
SEMICONSERVATIVO → as 2 fitas do DNA parental são copiadas, originando moléculas filhas com apenas uma das fitas novas sintetizadas.

24 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)

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26 Mecanismos Básicos