Replicação do DNA

O DNA carrega as informações para a fabricação de todas as proteínas da célula. Essas proteínas implementam todas as funções de um organismo vivo e determinam as características do organismo. Quando a célula se reproduz, ela passa todas essas informações para as células-filhas.

Antes de uma célula se reproduzir, ela deve primeiro replicar seu DNA, ou fazer uma cópia dele. O local onde ocorre a replicação do DNA depende de as células serem procarióticas ou eucarióticas. A replicação do DNA ocorre no citoplasma dos procariotos e no núcleo dos eucariotos. Independentemente de onde ocorre a replicação do DNA, o processo básico é o mesmo.

A estrutura do DNA presta-se facilmente para a replicação do DNA. Cada lado da dupla hélice segue direções opostas (anti-paralelas). A beleza dessa estrutura é que ela pode partir-se ao meio e cada lado pode servir como um padrão ou modelo para o outro lado (chamada de replicação semi-conservativa). Entretanto, o DNA não se abre inteiramente. Ele se abre em uma pequena área chamada de bifurcação de replicação, que segue por toda a extensão da molécula.

Imagem cedida por U.S. Department of Energy Human Genome Program A dupla hélice do DNA desenrola-se e cada lado serve como modelo para fazer uma nova molécula

Vamos ver os detalhes:

1. uma enzima chamada DNA-girase faz um corte na dupla hélice e cada lado se separa
2. uma enzima chamada helicase desenrola o DNA em duplo filamento
3. algumas proteínas pequenas chamadas de proteínas SSB (single strand binding - ligação em um filamento) acoplam-se temporariamente a cada lado e mantêm-se separadas
4. uma enzima complexa chamada DNA-polimerase "anda" pelos filamentos do DNA e acrescenta novos nucleotídeos a cada filamento. Os nucleotídeos fazem par com os nucleotídeos complementares no filamento existente (A com T, G com C)
5. uma subunidade do DNA-polimerase revisa o novo DNA
6. uma enzima chamada DNA-ligase fecha os fragmentos em um longo filamento contínuo
7. as novas cópias automaticamente se enrolam novamente

Tipos diferentes de células replicam seu DNA em diferentes taxas. Algumas células se dividem constantemente, como as dos cabelos e das unhas e as células da medula óssea. Outras células passam por vários ciclos de divisão celular e param (incluindo as células especializadas, como as do cérebro, músculo e coração). Finalmente, algumas células param de se dividir, mas podem ser induzidas à divisão para reparar lesões (como as células da pele e as do fígado). Nas células que não se dividem constantemente, os avisos para a replicação do DNA/divisão celular vêm em forma de substâncias químicas. Essas substâncias podem originar-se de outras partes do corpo (hormônios) ou do ambiente.