Question

O que é bolha de replicação e forquilha de replicação?

Answer 1

Durante a replicação do DNA na célula, cada uma das duas fitas originais atua como um molde para a formação de uma fita inteiramente nova. Como cada uma das duas células filhas resultantes da divisão celular herda uma nova dupla-hélice de DNA formada por uma fita original e uma fita nova, conclui-se que a replicação da dupla-hélice de DNA produzida pela DNA – polimerase é “semiconservativa”. Análises realizadas no início da década de 1960 usando cromossomos em replicação revelaram uma região de replicação localizada que se deslocava progressivamente pela dupla-hélice de DNA original. Devido a sua estrutura com forma de “Y”, essa região de replicação ativa é chamada de forquilha de replicação. Na forquilha de replicação, um complexo multienzimático que contém a DNA-polimerase sintetiza o DNA das duas fitas novas. Inicialmente, o mecanismo mais simples para a replicação do DNA parecia ser o crescimento contínuo das duas fitas, nucleotídeo a nucleotídeo, na forquilha de replicação, à medida que esta se desloca de uma extremidade à outra de uma molécula de DNA. No entanto, devido à orientação antiparalela das duas fitas de DNA na dupla-hélice, esse mecanismo necessitaria que uma das fitas fosse polimerizada na direção 5´-3´ e a outra na direção 3´-5´. Uma forquilha desse tipo requer duas enzimas DNA – polimerase diferentes. Todas as diversas DNA – polimeriases descobertas, entretanto, polimerizam DNA apenas na direção 5´- 3´. Os primeiros estudos por meio de experimentos realizados no final da década de 1960 foram feitos a fim de explicar o porquê os DNAs se polimerizam apenas na direção 5´- 3´.  Os pesquisadores adicionaram ³H-timidina, altamente radiativa, a bactérias em divisão por alguns segundos, de maneira que apenas o DNA replicado mais recentemente – aquele logo atrás da forquilha de replicação – fosse marcado radiativamente. Esse experimento revelou a existência de segmentos transitórios com 1.000 a 2.000 nucleotídeos de comprimento, agora conhecido como fragmentos de Okasaki, presentes na forquilha e replicação crescente. Foi demonstrado que os fragmentos de Okasaki são polimerizados apenas na cadeia de direção 5´- 3´ e são unidos após sua síntese, formando longas cadeias de DNA. Logo, a forquilha de replicação possui uma estrutura assimétrica. A fita filha de DNA sintetizada continuamente é denominada fita-líder, ou fita contínua. Sua síntese precede levemente a síntese da fita – filha sintetizada de modo descontínuo, conhecida como fita retardada, ou descontínua. Na fita descontínua, a direção da polimerização dos nucleotídeos é oposta à direção do crescimento da cadeia de DNA. A síntese dessa fita pelo mecanismo descontínuo e “ao contrário” significa que apenas o tipo de DNA – polimerase 5´ – 3´é utilizado na replicação de DNA.