Estrutura e Replicação do DNA 2

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Origem de replicação (oriC)

Sequência específica de nucleotídeos onde proteínas iniciadoras se ligam para abrir a dupla fita e iniciar a replicação.

DNA Helicase

Enzima que quebra as pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, desemparelhando as duas fitas na forquilha de replicação.

Proteínas SSB (Single-Stranded Binding)

Ligam-se às fitas simples de DNA expostas para impedir que se reanelassem ou sofram degradação mecânica ou enzimática.

Topoisomerase (Girase do DNA)

Alivia a tensão de torção e o superenrolamento positivo gerados à frente da forquilha de replicação por meio de cortes transitórios.

Primase

Sintetiza um pequeno iniciador de RNA (primer) complementar à fita molde para fornecer a extremidade 3'-OH necessária à DNA polimerase.

Primer de RNA

Curto segmento de RNA que fornece um grupo 3'-OH livre essencial para o início da síntese da nova cadeia pela DNA polimerase.

DNA Polimerase III

Principal enzima de elongação em bactérias; adiciona desoxirribonucleotídeos na extremidade 3'-OH da fita em crescimento na direção 5' para 3'.

Extremidade 3'-OH livre

Sítio químico que realiza o ataque nucleofílico ao grupo fosfato alfa do dNTP entrante, permitindo a ligação fosfodiéster.

dNTPs (Desoxirribonucleotídeos trifosfato)

Substratos que fornecem tanto as unidades construtoras quanto a energia (via hidrólise de pirofosfato) para a polimerização do DNA.

Fita contínua (leading strand)

Sintetizada de forma ininterrupta na direção 5' para 3', avançando no mesmo sentido de abertura da forquilha de replicação.

Fita descontínua (lagging strand)

Sintetizada na direção oposta ao movimento da forquilha, em fragmentos descontínuos que exigem múltiplos iniciadores de RNA.

Fragmentos de Okazaki

Segmentos curtos de DNA sintetizados na fita descontínua, cada um iniciado por seu próprio primer de RNA.

Grampo deslizante (Sliding clamp / PCNA)

Proteína em anel que fixa a DNA polimerase ao molde, aumentando drasticamente sua processividade sem que ela se solte.

Carregador do grampo (Clamp loader)

Complexo proteico dependente de ATP que abre e posiciona o grampo deslizante ao redor da junção primer-molde de DNA.

DNA Polimerase I

Remove os primers de RNA por meio de sua atividade exonuclease 5' para 3' e preenche as lacunas deixadas com desoxirribonucleotídeos.

Atividade exonuclease 5' -> 3'

Degrada ribonucleotídeos do primer de RNA à frente da enzima enquanto polimeriza DNA atrás, processo chamado nick translation.

Atividade exonuclease 3' -> 5'

Mecanismo de revisão (proofreading) da DNA polimerase que remove nucleotídeos incorretamente pareados na extremidade recém-sintetizada.

DNA Ligase

Catalisa a formação da ligação fosfodiéster final entre fragmentos de Okazaki adjacentes, selando a descontinuidade no esqueleto.

Ligação fosfodiéster

Conexão covalente entre o grupo hidroxila 3' de uma desoxirribose e o fosfato 5' do nucleotídeo subsequente, formando o esqueleto da fita.

Forquilha de replicação

Região em forma de Y onde a dupla fita parental está sendo aberta e convertida simultaneamente em duas fitas filhas.

Replicação semiconservativa

Cada molécula-filha de DNA resultante contém uma fita original herdada da fita-mãe e uma fita nova recém-sintetizada.

Direção de polimerização 5' -> 3'

Restrição mecânica universal das DNA polimerases, que adicionam nucleotídeos exclusivamente à extremidade 3'-OH de uma cadeia em crescimento.

Antiparalelismo da dupla fita

Propriedade estrutural na qual uma fita corre no sentido 5' para 3' e a complementar corre no sentido 3' para 5', orientando a replicação.

Pontes de hidrogênio entre bases

Interações não covalentes rompidas pela helicase durante a abertura e formadas na seleção correta de bases complementares.

Pareamento específico A-T e G-C

Garante a alta fidelidade da cópia ao orientar qual dNTP deve ser incorporado pela DNA polimerase conforme a fita molde.

Pirofosfato inorgânico (PPi)

Subproduto liberado na incorporação do nucleotídeo cuja hidrólise irreversível a dois fosfatos fornece energia à polimerização.

Replicossomo

Complexo multiproteico coordenado que une helicase, primase, dímeros de DNA polimerase e grampos para replicar ambas as fitas juntas.

Telomerase

Ribonucleoproteína que estende as extremidades dos cromossomos lineares eucarióticos usando molde de RNA próprio para evitar perda de dados.

Telômero

Sequência repetitiva terminal em cromossomos eucarióticos que protege as extremidades contra degradação e encurtamento replicativo.

Problema da replicação da extremidade

Incapacidade de sintetizar a ponta da fita descontínua após a remoção do último primer de RNA em cromossomos lineares eucarióticos.

DNA Polimerase delta

Principal polimerase eucariótica responsável pela síntese e elongação da fita descontínua e preenchimento de fragmentos.

DNA Polimerase épsilon

Polimerase eucariótica de alta fidelidade e processividade responsável primariamente pela síntese da fita contínua.

DNA Polimerase alfa / complexo primase

Inicia a síntese eucariótica fabricando um primer de RNA curto seguido por um pequeno trecho de DNA antes da troca de polimerase.

Fenômeno de 'Polymerase Switching'

Troca coordenada da DNA polimerase alfa pelas polimerases de alta fidelidade delta e épsilon mediada pelo carregamento de PCNA.

Proteína DnaA

Proteína iniciadora bacteriana que se liga ao oriC promovendo o desenrolamento local do DNA rico em pares AT dependente de ATP.

Complexo de Reconhecimento de Origem (ORC)

Complexo eucariótico que se fixa às origens de replicação marcando os sítios onde os fatores de pré-replicação se montarão.

Complexo MCM (Mcm2-7)

Complexo proteico hexamérico que atua como a helicase replicativa principal em organismos eucariotos durante a fase S.

Cdc6 e Cdt1

Fatores de licenciamento que auxiliam o carregamento do complexo helicase MCM nas origens de replicação durante a fase G1.

Licenciamento da replicação

Processo estrito do ciclo celular que assegura que cada origem de replicação eucariótica dispare exatamente uma vez por divisão.

RPA (Replication Protein A)

Equivalente eucariótico da proteína SSB, estabiliza fitas simples de DNA contra recomplementação e ataque nucleolítico.

FEN1 (Flap Endonuclease 1)

Enzima eucariótica que cliva projeções monocatenárias geradas pelo deslocamento do primer de RNA na fita descontínua.

Tus e sequências Ter

Sistema bacteriano em que a proteína Tus se liga aos sítios Ter para bloquear o avanço das helicases, finalizando a replicação.

Topoisomerase IV

Decatena (separa) os dois cromossomos circulares bacterianos interligados formados ao final do ciclo de replicação.

Revisão pós-replicativa (Mismatch Repair - MMR)

Mecanismo enzimático que varre o DNA recém-sintetizado para corrigir distorções estruturais causadas por bases mal emparelhadas residuais.

Metilação de DNA (via Dam metilase)

Permite distinguir a fita molde antiga (metilada) da recém-sintetizada (não metilada) durante o reparo de incompatibilidades bacteriano.

Desoxirribose versus Ribose

A ausência da hidroxila no carbono 2' do desoxirribonucleotídeo confere estabilidade química crucial ao polímero de DNA.

Coordenação de íons de magnésio (Mg2+)

Íons divalentes no sítio ativo da polimerase que estabilizam as cargas negativas dos fosfatos e ativam a hidroxila 3'.

Enrolamento helicoidal do DNA (B-DNA)

Estrutura nativa de fita dupla com sulcos maior e menor onde as enzimas de replicação e fatores de transcrição acessam as bases.

Replicação bidirecional

Padrão em que duas forquilhas de replicação se movem em sentidos opostos a partir de um único ponto de origem.

Bolha de replicação

Região desenrolada e em expansão do DNA formada pela ação combinada e divergente de duas forquilhas de replicação.