Replicação do DNA: Síntese Contínua e Descontínua

A replicação do DNA é um processo bidirecional e descontínuo. A descontinuidade ocorre porque a DNA polimerase só consegue sintetizar DNA na direção 5' → 3'. Como as fitas do DNA são antiparalelas (uma fita corre na direção 5' → 3' e a outra na direção 3' → 5'), uma das fitas (a fita líder) é sintetizada continuamente, enquanto a outra (a fita atrasada) é sintetizada em pequenos fragmentos, chamados fragmentos de Okazaki.

Síntese da Cadeia Líder

A síntese da cadeia líder é iniciada por um pequeno fragmento de RNA, chamado primer, sintetizado pela enzima DNA primase (uma RNA polimerase específica). Este primer fornece a extremidade 3' livre necessária para a DNA polimerase δ iniciar a síntese do DNA. A DNA polimerase δ adiciona nucleotídeos (ATP, GTP, TTP, CTP) à cadeia crescente de DNA, seguindo a sequência da fita molde (3' → 5').

Síntese da Cadeia Atrasada

Na cadeia atrasada, a síntese é mais complexa. A DNA primase sintetiza múltiplos primers de RNA ao longo da fita. A DNA polimerase α, associada à forquilha de replicação, sintetiza os fragmentos de Okazaki (aproximadamente 200 desoxirribonucleotídeos) a partir de cada primer. Posteriormente, os primers de RNA são removidos por uma nuclease reparadora e substituídos por DNA pela DNA polimerase β. Finalmente, a DNA ligase une os fragmentos de Okazaki, formando uma fita contínua.

Enzimas Envolvidas na Replicação

• Helicase: Desenrola a dupla hélice do DNA, separando as duas fitas. Este processo requer energia, fornecida pela hidrólise de ATP.
• Topoisomerases: Aliviam a tensão torsional criada pelo desenrolamento da dupla hélice, evitando o superenrolamento do DNA.
• DNA Primase: Sintetiza os primers de RNA (aproximadamente 10 ribonucleotídeos) necessários para iniciar a síntese do DNA.
• DNA Polimerase δ: Sintetiza a cadeia líder de DNA.
• DNA Polimerase α: Sintetiza os fragmentos de Okazaki na cadeia atrasada.
• DNA Polimerase β: Substitui os primers de RNA por DNA.
• Nuclease Reparadora: Remove os primers de RNA.
• DNA Ligase: Une os fragmentos de Okazaki.

Quando a forquilha de replicação alcança a extremidade do replicón (unidade de replicação), a cadeia contínua se encontra com a cadeia descontínua do replicón vizinho. A DNA ligase une as extremidades, completando a replicação.