Replicação do DNA: processo, enzimas e estágios

Replicação: processo em que o DNA é duplicado.

Regras básicas

As regras básicas da replicação do DNA são:

1. A replicação do DNA é um processo semiconservativo: durante um evento de duplicação são produzidas duas moléculas novas de DNA, cada uma consistindo de uma fita parental (antiga) e uma nova.
2. A replicação tem início em uma origem e, a partir dela, continua bidirecionalmente.
3. A síntese de DNA procede na direção 5' → 3' e é semidescontínua: uma fita nova de DNA é sintetizada na direção 5' → 3'. A fita utilizada como molde só pode ser lida da extremidade 3' em direção à 5'. Desta forma, uma das fitas é sintetizada continuamente (fita líder), enquanto a outra é sintetizada em pequenos fragmentos (fita tardia ou fita descontínua). Esses fragmentos são denominados fragmentos de Okazaki.

Enzimas envolvidas na replicação

As principais enzimas e proteínas que participam da replicação do DNA incluem:

1. DNA polimerases:

   Adicionam nucleotídeos e participam do sistema de reparo. Para que a polimerização ocorra são necessários dois elementos principais: uma fita molde de DNA e um primer (iniciador). O primer é necessário porque a polimerase não consegue iniciar o alongamento de uma cadeia de polinucleotídeos a partir de nucleotídeos livres; ou seja, um pedaço de fita nova já deve existir. O primer é um pequeno segmento de RNA, sintetizado pela enzima primase, que depois será substituído.

2. Helicases, topoisomerases e SSB:

   As helicases promovem a separação das duas fitas parentais para que a replicação possa ter início. As topoisomerases atuam no controle do superenrolamento do duplex de DNA. As SSB (proteínas de ligação ao DNA de fita simples) mantêm as duas fitas separadas e estabilizadas.

3. Primases:

   Sintetizam a pequena porção de RNA que servirá como primer para o início da replicação.

Estágios da replicação

Os estágios clássicos da replicação do DNA são iniciação, alongamento e terminação:

1. Iniciação

As helicases abrem o DNA; as SSB mantêm o DNA separado e estabilizam as fitas na origem. Forma-se um complexo com outras enzimas envolvidas na replicação (complexo pré-priming) para que ocorram as reações subsequentes. Logo, é necessária uma extremidade livre 3'‑OH — a primase sintetiza os primers de RNA e fornece essa extremidade 3'‑OH. A iniciação é a fase regulada da replicação, de forma que a replicação ocorra apenas uma vez por ciclo celular.

2. Alongamento

A síntese da fita líder é um processo mais contínuo: inicia-se com a síntese de um pequeno segmento de RNA pela primase na origem de replicação. Depois, desoxirribonucleotídeos (nucleotídeos) são adicionados ao primer pela DNA polimerase até o final da molécula. O primer é removido e substituído por DNA.

A síntese da fita tardia (descontínua) ocorre por formação de pequenos fragmentos de Okazaki. Primeiro é formado um primer de RNA pela primase e, assim como na fita líder, desoxirribonucleotídeos são adicionados pela DNA polimerase (por exemplo, DNA polimerase III em procariotos). É criada uma alça na fita tardia, aproximando os dois pontos da replicação para permitir que as duas forquilhas avancem de forma coordenada. Ao final, todos os primers são removidos e os fragmentos de Okazaki são unidos por ação de outras enzimas (por exemplo, DNA ligase).

3. Terminação

Haverá um momento em que as duas forquilhas de replicação se encontram em uma sequência chamada Ter (em alguns sistemas). Os primers são retirados e as regiões finais das fitas apresentam limitações na duplicação — nos eucariotos, por exemplo, as extremidades lineares são protegidas por telômeros. O processamento final inclui dobramentos e assentamentos que levam à união das fitas recém-sintetizadas.

Observação: todos os conceitos acima foram mantidos e corrigidos ortográfica e gramaticalmente sem remover conteúdo. Termos como DNA, primase, helicase, topoisomerase, SSB, DNA polimerase e Okazaki foram ajustados para padrão e capitalização adequados para otimização SEO e clareza técnica.