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6.6:

Síntese da Fita Atrasada

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Molecular Biology
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Lagging Strand Synthesis

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As vertentes complementares em DNA de fita dupla replicam em taxas diferentes. Em uma vertente, o processo de replicação é contínuo e rápido. Esta vertente recém-formada da filha é chamada a vertente principal.Na outra vertente, o processo de replicação é descontínuo, relativamente lento, e começa ligeiramente mais tarde. Esta vertente da filha é conhecida como a vertente lagging mais atrasada. A DNA polimerase só pode sintetizar DNA na direção 5 prime a 3 prime.Por causa disto, a principal vertente é sintetizada continuamente. No entanto, a DNA polimerase não pode sintetizar DNA em direção 3 prime a 5 principal sobre a vertente mais atrasada. Para tratar deste problema, a síntese do DNA é realizado descontinuamente na direção 5 prime a 3 na principal.A enzima DNA primasse, que está presente próximo à abertura da forquilha de replicação, sintetizará múltiplos RNA primários sobre a vertente mais atrasada a medida que o DNA desenrola. Então DNA polimerase sintetiza DNA no final do primer até encontrar o próximo primer. Este ciclo de síntese do primer por primasse e subsequente alongamento de DNA pela polimerase continua ao longo da vertente mais atrasada.Os fragmentos de DNA curto resultantes são conhecidos como fragmentos de Okazaki. A enzima RNase H então remove os primers RNA intercalados entre os fragmentos de Okazaki. Outra polimerase do DNA então preenche os espaços vazios deixados após a remoção dos primers do RNA.No entanto, a DNA polimerase não pode preencher os espaços presentes entre fragmentos de Okazaki. Esta tarefa final é realizada pela enzima DNA ligase, que junta o fim do fragmento 3 prime com o fim 5 prime de outro, a fim de fazer a descontinuada vertente atrasada 00:01:57.280 00:02:00.450 em uma vertente contínua.

6.6:

Síntese da Fita Atrasada

Durante a replicação, as cadeias complementares no DNA de cadeia dupla são sintetizadas a diferentes velocidades. A replicação começa primeiro na cadeia líder. A replicação começa mais tarde, ocorre mais lentamente, e prossegue descontinuamente na cadeia atrasada.

Existem várias diferenças importantes entre a síntese da cadeia líder e a síntese da cadeia atrasada. 1) A síntese da cadeia líder ocorre na direção da abertura do garfo de replicação, enquanto que a síntese da cadeia atrasada acontece na direção oposta.  2) Para a síntese da cadeia líder, é necessário um único primer, enquanto que são necessários vários primers de RNA para a síntese da cadeia atrasada. 3) Após a síntese do primer inicial, a cadeia líder necessita apenas de DNA polimerase para a continuação da replicação , enquanto que a cadeia atrasada necessita de várias enzimas, incluindo DNA polimerase I, RNase H, e ligase. 4) A cadeia líder é sintetizada como uma peça contínua, enquanto que a cadeia atrasada é sintetizada como uma série de peças mais curtas chamadas fragmentos de Okazaki. Assim, a síntese de cadeia atrasada é um processo multipassos que envolve uma coordenação sofisticada entre diferentes moléculas.

Devido aos diferentes tamanhos do genoma dos procariotas e eucariotas, o processo de síntese da cadeia atrasada difere entre eles. A diferença mais proeminente é o comprimento dos fragmentos de Okazaki. O comprimento médio do fragmento de Okazaki é de cerca de 1000 a 2000 nucleótidos em procariotas, mas apenas 100 a 200 nucleótidos em eucariotas.

Suggested Reading

  1. Okazaki, Tsuneko. "Days weaving the lagging strand synthesis of DNA—A personal recollection of the discovery of Okazaki fragments and studies on discontinuous replication mechanism—." Proceedings of the Japan Academy, Series B 93, no. 5 (2017): 322-338.
  2. Hamdan, Samir M., and Antoine M. van Oijen. "Timing, coordination, and rhythm: acrobatics at the DNA replication fork." Journal of Biological Chemistry 285, no. 25 (2010): 18979-18983.
  3. Chagin, Vadim O., Jeffrey H. Stear, and M. Cristina Cardoso. "Organization of DNA replication." Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 2, no. 4 (2010): a000737.