O ácido desoxirribonucleico (DNA) é o modelo que transporta a informação genética de uma geração para a seguinte. Cada célula do seu corpo contém 46 cromossomos – 23 de cada pai – que devem ser duplicados fielmente antes que a célula possa se dividir. O processo de replicação é notavelmente eficiente, mas a sua duração varia dramaticamente entre os organismos.

Noções básicas de DNA:estrutura

O DNA é um polímero longo composto por estruturas alternadas de açúcar e fosfato. Cada açúcar contém uma das quatro bases nitrogenadas – adenina, timina, citosina ou guanina – formando uma sequência única que codifica proteínas. Essas proteínas determinam suas características físicas e funções bioquímicas.

Noções básicas de DNA:replicação

Os cromossomos são complexos compactos de DNA e proteínas. No coração de cada cromossomo encontra-se uma dupla hélice de duas fitas complementares. A replicação é semiconservativa:cada fita original serve de modelo para uma nova fita complementar, produzindo duas moléculas de DNA idênticas.

Leia mais sobre a estrutura, função e importância do DNA.

Etapas Gerais da Replicação do DNA

1. Formação de bifurcação de replicação. A enzima DNA helicase desenrola a hélice, criando uma forquilha em forma de Y.
2. Colocação do primer. Os primers de DNA marcam os pontos de partida da DNA polimerase, orientando a direção da síntese.
3. Alongamento. A DNA polimerase adiciona nucleotídeos complementares à fita modelo, estendendo a nova fita.
4. Rescisão. Uma vez concluída a síntese, as exonucleases removem os primers, a ligase sela os cortes e as enzimas de reparo de incompatibilidades corrigem os erros. Finalmente, a telomerase adiciona repetições teloméricas para proteger as extremidades dos cromossomos.

Replicação bacteriana

Em procariontes como Escherichia coli , o cromossomo circular único contém aproximadamente 4,7 milhões de pares de bases. A replicação começa em uma única origem e prossegue bidirecionalmente, completando-se em aproximadamente 40 minutos – cerca de 1.000 bases por segundo. A revisão garante a fidelidade de um erro por bilhão de bases.

Replicação Eucariótica

As células humanas abrigam 46 cromossomos, cada um com em média 150 milhões de pares de bases. A replicação de um único cromossomo a uma taxa de 50 pares de bases por segundo levaria mais de um mês. No entanto, os eucariontes iniciam a replicação em dezenas de origens em cada cromossomo, permitindo a síntese simultânea e permitindo que todo o genoma termine em cerca de uma hora durante a fase S.

Todos os 46 cromossomos humanos se replicam simultaneamente, coordenados pela maquinaria do ciclo celular.

Leia mais sobre o que é um cromossomo.