Replicação do DNA
A replicação do DNA corresponde à duplicação do material genético, pois o DNA faz uma cópia de si mesmo. As duas fitas que constituem a molécula se separam e orientam a formação de cadeias complementares que se unirão a elas.
O ciclo celular pode ser dividido em dois momentos: interfase e divisão celular, por exemplo, a mitose. A interfase, por sua vez, é a fase mais longa por apresentar a replicação do DNA e os intervalos antes e depois da duplicação do material genético.
O que é a replicação do DNA?
O DNA, que nas células eucariontes está localizado no núcleo, contém todas as informações genéticas de um ser e seu processo de duplicação é importante para o crescimento, reprodução e reparo celular.
Uma molécula de DNA é formada por duas fitas que se complementam. Por exemplo, se temos uma fita F e outra F’, no processo de replicação as fitas se separam e são utilizadas como moldes para formação de fitas complementares. Logo, a sequência de nucleotídeos de F determina a sequência de uma nova fita F’ e F’ indica a composição de uma nova fita F.
Antes que as células sejam formadas na divisão celular o conteúdo da célula-mãe precisa passar pela duplicação para ser distribuído. Por isso, com a replicação do DNA garante-se que as células-filhas receberão a mesma informação gênica.
Estrutura do DNA
O DNA, uma fita dupla em forma de espiral (dupla hélice), é um ácido nucleico formado por bases nitrogenadas, a pentose desoxirribose e o grupo fosfato. Essa estrutura é unida por ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, Adenina (A), Timina (T), Citosina (C) e Guanina (G), que formam os pares A-T e C-G.
As ligações fosfodiéster mantêm os nucleotídeos unidos na molécula de DNA. As extremidades de uma fita de DNA são classificadas como 5’ e 3’, pois correspondem ao número do carbono da pentose onde estão localizados o grupo fosfato e a hidroxila (OH) que se unem em uma ligação fosfodiéster. Na ponta 5’ está um grupo fosfato livre e na ponta 3’ encontra-se uma hidroxila livre.
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Processo de replicação do DNA
Em resumo, a replicação do DNA ocorre no sentido 5’ → 3’ e as fitas são separadas pela atuação de enzimas, que quebram as ligações entre as bases nitrogenadas e desenrolam as cadeias, abrindo a dupla hélice.
Conforme a despiralização do DNA acontece, outras enzimas atuam catalisando a síntese de duas novas sequências utilizando as fitas-mãe como molde. Cada fita criada se une a uma fita original do DNA. Por isso, o processo é classificado como semiconservativo.
O DNA é uma molécula em dupla hélice e para ocorrer a sua duplicação o primeiro passo é descompactar essa estrutura pela ação da enzima DNA helicase. A helicase reconhece a origem da replicação e atua quebrando as ligações de hidrogênio nas bases nitrogenadas A-T e C-G. Esse processo ocorre em vários pontos e forma "bolhas de replicação".
Conforme as ligações se desfazem é como se fosse um zíper abrindo e, por isso, essa etapa faz surgir uma estrutura em forma de Y chamada de forquilha de replicação, o ponto de partida da duplicação.
A enzima primase é responsável por sintetizar uma porção de RNA, chamado de primer. Nessa etapa vários primers são gerados e vão se unindo à cadeia para iniciar a síntese de DNA.
A enzima DNA polimerase é a enzima de replicação responsável por ampliar a nova cadeia adicionando as bases (A, C, G e T). Essa etapa é direcionada da extremidade 5’, com um grupo fosfato, para extremidade 3’, com um grupo hidroxila. Essa fase é chamada de replicação contínua.
Entre os primers ligados à fita original, vários pedaços de DNA são anexados e são chamados de fragmentos de Okazaki. Como os trechos precisarão ser unidos posteriormente, essa fase recebe o nome de retardada.
A enzima exonuclease é responsável por remover os primers das fitas originais após a formação fitas contínuas e descontínuas. Para evitar erros de sequenciamento uma revisão e, se necessário, uma correção é realizada por outra exonuclease.
A enzima DNA ligase faz com os fragmentos de DNA sejam unidos e o DNA sequenciado em duas fitas contínuas.
Exercícios sobre replicação do DNA
Utilize as questões a seguir para testar seus conhecimentos sobre o que você acabou de aprender sobre a replicação do DNA.
Questão 1
Por que a replicação do DNA é considerada um processo semiconservativo?
Questão 2
Cite pelo menos três enzimas que atuam na replicação do DNA e que função desempenham.
Questão 3
Observe as etapas do processo de replicação do DNA.
I. Criação das forquilhas de replicação
II. Ligação de nucleotídeos livres
III. Síntese e acoplamento de primers
IV. Ligação de fragmentos e formação de uma fita de DNA
A sequência correta de acordo com a ordem que acontecem na duplicação é:
a) II, I, IV e III
b) I, III, II e IV
c) III, II, IV e I
d) I, II, III e IV
Questão 4
Ao separar a dupla hélice de uma molécula de DNA tem-se a seguinte sequência de bases nitrogenadas de uma das fitas que será utilizada como molde: ATCGGTTA
A sequência da fita complementar que será produzida para se ligar à fita original é:
a) TGCCAAT
b) CGATTGGC
c) TAGCCAAT
d) GCGTTAAC
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BATISTA, Carolina. Replicação do DNA. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/replicacao-do-dna/. Acesso em:
