Garfo de replicação

Masur baseado no Gluon (versão espanhola de Alejandro Porto). Wikimedia Commons.

O Garfo de replicação É o ponto em que a replicação do DNA ocorre, também é chamada de ponto de crescimento. Tem um y e, à medida que a replicação ocorre, o garfo é deslocado pela molécula de DNA.

A replicação do DNA é o processo celular que envolve a duplicação de material genético na célula. A estrutura do DNA é uma hélice dupla e, para replicar seu conteúdo, deve ser aberto. Cada um dos fios fará parte da nova cadeia de DNA, já que a replicação é um processo semi -condado.

O garfo de replicação é formado entre a união entre o modelo recém -separado ou as cadeias de mofo e o DNA duplex que ainda não dobrou. Ao iniciar a replicação do DNA, um dos fios pode ser facilmente dobrado, enquanto a outra corrente enfrenta um problema de polaridade.

A enzima encarregada de polimerizar a cadeia - DNA polimerase - sintetiza apenas a fita de DNA na direção 5 '-3'. Assim, um fio é contínuo e o outro sofre uma replicação descontínua, gerando fragmentos de Okazaki.

Replicação de DNA e garfo de replicação

O DNA é a molécula que mantém as informações genéticas necessárias de todos os organismos vivos - com exceção de alguns vírus.

Este enorme polímero composto por quatro nucleotídeos diferentes (A, T, G e C) reside no núcleo dos eucariotos, em cada uma das células que compõem os tecidos desses seres (exceto nos glóbulos vermelhos maduros dos mamíferos, que falta de núcleo).

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Toda vez que uma célula é dividida, o DNA deve ser replicado para poder originar uma célula filha com material genético.

Replicação unidirecional e bidirecional

A replicação pode ser unidirecional ou bidirecional, dependendo da formação do garfo de replicação no ponto de origem.

Logicamente, no caso de replicação em uma direção, apenas um garfo é formado, enquanto dois garfos são formados em replicação bidirecional.

Enzimas envolvidas

Para esse processo, é necessária uma maquinaria enzimática complexa, que funcione rapidamente e que possam replicar o DNA com precisão. As enzimas mais importantes são DNA polimerase, DNA prima, DNA helicase, DNA ligasa e topoisomerase.

Início da replicação e formação do garfo

A replicação do DNA não inicia nenhum lugar aleatório na molécula. Existem regiões específicas no DNA que marcam o início da replicação.

Na maioria das bactérias, o cromossomo bacteriano tem um único ponto de partida rico em. Essa composição é lógica, pois facilita a abertura da região (os pares do AT são unidos por duas pontes de hidrogênio, enquanto o par GC por três).

Quando o DNA começa a se abrir, uma estrutura em forma de y é formada: o garfo de replicação.

Alongamento e movimento do MEPQUE

A polimerase de DNA não pode começar a síntese de filhas do zero. Você precisa de uma molécula que tenha uma extremidade 3'F que a polimerase tem por onde iniciar a polimerização.

Esta extremidade livre 3 'é oferecida por uma pequena molécula de nucleotídeo chamada First ou Primer. O primeiro atua como uma espécie de gancho para a polimerase.

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Com o curso da replicação, o garfo de replicação tem a capacidade de se mobilizar em todo o DNA. A passagem do garfo de replicação deixa duas moléculas de DNA de banda única que direcionam a formação de filhas de banda dupla.

O garfo pode avançar graças à ação das enzimas da helicase que desenrolam a molécula de DNA. Esta enzima quebra pontes de hidrogênio entre pares de bases e permite deslocamento de garfo.

Terminação

A replicação é encerrada quando os dois garfos estão a 180 ° C da origem.

Nesse caso, falamos sobre como o processo de replicação nos fluxos de bactérias e é necessário destacar todo o processo de torção da molécula circular que implica replicação. Topoisomerase tem um papel relevante na desenrolamento da molécula.

A replicação do DNA é semi -conservadora

Você já se perguntou como ocorre a replicação no DNA? Isto é, da hélice dupla, outra hélice dupla deve surgir, mas como isso acontece? Por vários anos, essa foi uma questão em aberto entre os biólogos. Pode haver várias permutações: dois fios velhos juntos e dois novos juntos, ou uma nova e uma velha para formar a dupla hélice.

Em 1957, esta questão foi resolvida pelos pesquisadores Matthew Meselson e Franklin Stahl. O modelo de replicação proposto pelos autores foi a preservação semi -semi.

Meselson e Stahl declararam que o resultado da replicação são duas moléculas de hélice dupla de DNA. Cada uma das moléculas resultantes é composta por uma fita antiga (da mãe ou da molécula inicial) e uma nova fita recém -sintetizada.

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O problema da polaridade

Como funciona a polimerase?

A hélice de DNA é formada por duas cadeias que correm antiparalle: uma está em 5'-3 'e outra direção de 3'-5'.

A enzima mais proeminente do processo de replicação é a polimerase de DNA, responsável por catalisar a união de novos nucleotídeos que serão adicionados à cadeia. A polimerase de DNA só pode estender a corrente na direção 5'-3 '. Esse fato dificulta a duplicação simultânea de correntes no garfo de replicação.

Porque? A adição dos nucleotídeos ocorre na extremidade livre 3'DE é um grupo hidroxil (-OH). Assim, apenas uma das cadeias pode ser facilmente amplificada pelo terminal nucleotídeo adição ao fim 3 '. Isso é chamado de fio condutor ou contínuo.

Produção de fragmentos de Okazaki

A outra fita não pode se alongar, porque a extremidade livre é 5 'e não o 3' e nenhuma polimerase catalisa a adição de nucleotídeos ao fim 5 '. O problema é resolvido com a síntese de múltiplos fragmentos curtos (de 130 a 200 nucleotídeos), cada um na direção normal da replicação de 5 a 3 '.

Esta síntese descontínua de fragmentos termina com a união de cada uma das partes, reação catalisada pelo DNA ligase. Em homenagem ao descobridor deste mecanismo, Reiji Okazaki, os pequenos segmentos sintetizados são chamados de fragmentos de Okazaki.

Referências

1. Alberts, b., Bray, d., Hopkin, k., Johnson, a. D., Lewis, J., Raff, m.,… & Walter, P. (2015). Biologia celular essencial. Garland Science.
2. Cooper, g. M., & Hausman, r. E. (2004). A célula: abordagem molecular. Medicinska Naklada.