6.5: Revisão

Visão Geral

A síntese de novas moléculas de DNA começa quando a DNA polimerase une nucleótidos em uma sequência que é complementar à cadeia molde do DNA. A DNA polimerase tem uma maior afinidade pela base correta para garantir fidelidade na replicação do DNA. A DNA polimerase faz também revisão durante a replicação, usando um domínio de exonuclease que corta nucleótidos incorretos da nova cadeia de DNA.

Erros Durante a Replicação são Corrigidos pela Enzima DNA Polimerase

O DNA genómico é sintetizado na direção de 5’ a 3’. Cada célula contém uma série de DNA polimerases que desempenham diferentes papéis na síntese e correção de erros do DNA; As DNA polimerases delta e epsilon possuem capacidade de revisão ao replicar DNA nuclear. Essas polimerases “lêem” cada base depois de adicionadas à nova cadeia. Se a base recém-adicionada estiver incorreta, a polimerase inverte a direção (movendo-se de 3’ para 5’) e usa um domínio exonucleolítico para cortar a base incorreta. Posteriormente, é substituída pela base correta.

Mutações no Domínio de Exonuclease da DNA Polimerase estão Ligadas a Cancros

A revisão é importante para evitar que ocorram mutações no DNA recém-sintetizado, mas o que acontece quando o mecanismo de revisão falha? Quando uma mutação altera o domínio de exonuclease da DNA polimerase, ela perde a capacidade de remover nucleótidos incorretos. Como consequência, podem acumular-se mutações rapidamente ao longo do genoma. Esse tipo de mutação tem sido ligado a vários tipos de cancro.

DNA Polimerase de Baixa Fidelidade Pode Gerar Sequências de DNA Mutantes

DNA Polimerases modificadas são usadas em ciência de laboratório para a reação em cadeia da polimerase (PCR), uma técnica in vitro para produzir muitas cópias de fragmentos específicos de DNA. Enquanto que polimerases de alta fidelidade são usadas quando é importante que o produto final seja perfeito, algumas técnicas propensas a erros, como PCR, procuram produzir mutações de propósito em uma porção de DNA. Essas técnicas utilizam polimerases que têm a capacidade de revisão comprometida.

Durante a replicação do DNA, os nucleotídeos são normalmente adicionados à nova fita em uma sequência complementar ao modelo. Com a ligação da adenina à tiamina e da citosina à ligação da guanina. No entanto, os nucleotídeos podem ser emparelhados incorretamente.

Por exemplo, adenina com citosina. Esses erros podem ser evitados ou corrigidos durante a replicação por uma série de etapas de revisão realizadas pela DNA polimerase, a enzima que sintetiza o DNA. Primeiro, a DNA polimerase tem uma afinidade maior para os nucleotídeos emparelhados corretamente, o que diminui a probabilidade de emparelhamentos incorretos.

Em segundo lugar, conforme os nucleotídeos começam a ser emparelhados ao molde, a DNA polimerase sofre uma mudança conformacional que torna os nucleotídeos emparelhados incorretamente mais propensos a se dissociar, permitindo que os nucleotídeos corretos sejam adicionados. Terceiro, se um nucleotídeo incorreto conseguir ser adicionado a uma cadeia de DNA em crescimento, ele não será emparelhado corretamente ao modelo devido a problemas estruturais. Esse emparelhamento incorreto nas três pontas principais da cadeia crescente faz com que a síntese de DNA pare.

A extremidade dos três primeiros então se moverá para um sítio de exonuclease específico na DNA polimerase que remove os nucleotídeos na direção de três a cinco. Nesta etapa de revisão exonucleolítica, a extremidade com pareamento incorreto é removida e então substituída pelos nucleotídeos corretos. onga com uma sequência de DNA não codificante.

A primasse e a DNA polimerase agem sobre esta região estendida criando o telómero que a protege contra a perda de DNA codificador da cadeia de atraso durante múltiplas repetições. Assim, a replicação de DNA eucariótico termina com duas moléculas de DNA cada um com um parental e uma cadeia recém-sintetizada, numerosas origens de replicação e telómeros.