Cadeia de DNA líder vs atrasada: diferença e comparação

Na replicação do DNA, a fita principal é sintetizada continuamente na direção 5' para 3', correspondendo ao movimento do garfo de replicação. Sua síntese é suave, facilitada pela DNA polimerase III. Por outro lado, a fita retardada é sintetizada descontinuamente em fragmentos curtos de Okazaki na direção 3' para 5', longe da forquilha de replicação.

Principais lições

1. A fita líder sofre replicação contínua, enquanto a fita atrasada sofre replicação descontínua.
2. A DNA polimerase III sintetiza a fita líder, enquanto a DNA polimerase I sintetiza a fita atrasada.
3. A fita líder tem menos primers do que a fita atrasada, exigindo múltiplos primers para que os fragmentos de Okazaki sejam sintetizados.

Linha de DNA líder vs. DNA atrasada

A vertente principal replica continuamente na direção 5'3 do movimento da forquilha de replicação. A fita líder não requer primer de RNA. A fita retardada se replica descontinuamente na direção 3'5 oposta ao movimento da forquilha de replicação. Requer iniciador de RNA.

Tabela de comparação

Característica	vertente principal	Vertente Atrasada
Síntese	Contínuo	Descontínuo (fragmentos de Okazaki)
Direção de síntese	Igual ao movimento do garfo de replicação (5′ a 3′)	Oposto ao movimento do garfo de replicação (3′ a 5′)
Número de primers necessários	completa	Múltiplo para cada fragmento de Okazaki
Requisito para DNA ligase	Não	Sim, para juntar fragmentos de Okazaki
Crescimento em relação ao garfo de replicação	Longe da bifurcação de replicação	Em direção à bifurcação de replicação

Qual é a principal vertente do DNA?

Visão geral

A cadeia principal de DNA é um componente crucial da replicação do DNA, facilitando a duplicação fiel da informação genética. Sua síntese ocorre de forma contínua e eficiente durante o processo de replicação, garantindo a replicação rápida e precisa de toda a molécula de DNA.

Processo de Síntese

A síntese da cadeia principal de DNA começa na origem da replicação, onde a dupla hélice do DNA se desenrola para formar forquilhas de replicação. As enzimas DNA helicase desenrolam a dupla hélice à frente da forquilha de replicação, criando modelos de DNA de fita simples para replicação. Primase então sintetiza um pequeno iniciador de RNA na extremidade 3 'do modelo de fita principal.

Após a síntese do iniciador, a DNA polimerase III, a principal enzima polimerase replicativa, liga-se ao iniciador de RNA e inicia a síntese de DNA. Ele alonga a fita principal na direção 5' para 3', movendo-se continuamente ao longo da fita modelo em direção ao garfo de replicação. À medida que a DNA polimerase III sintetiza a fita principal, ela desloca as fitas parentais do DNA, que são subsequentemente usadas como modelos para a síntese da fita retardada.

A síntese contínua da cadeia principal garante a replicação eficiente e coordenada da molécula de DNA. A DNA polimerase III se move ao longo da fita modelo com alta processabilidade, adicionando nucleotídeos complementares à fita parental do DNA com notável fidelidade. À medida que a forquilha de replicação avança, a cadeia principal é alongada rapidamente, permitindo a duplicação rápida e precisa do material genético.

Papel das Histonas

As histonas desempenham papéis essenciais na replicação do DNA, facilitando a acessibilidade do modelo de DNA e estabilizando a estrutura do nucleossomo durante a replicação. Essas histonas fazem parte do núcleo do nucleossomo, em torno do qual o DNA é enrolado para formar a cromatina. Durante a replicação, as histonas devem ser temporariamente deslocadas para permitir o acesso ao modelo de DNA para a maquinaria de replicação.

O que é uma cadeia de DNA atrasada?

Visão geral

A fita retardada de DNA é um componente fundamental da replicação do DNA, operando em conjunto com a fita principal para garantir a duplicação precisa e completa do material genético. Ao contrário da cadeia principal, a cadeia retardada é sintetizada de forma descontínua em fragmentos curtos chamados fragmentos de Okazaki, exigindo mecanismos especializados para garantir uma replicação eficiente.

Processo de Síntese

A síntese da fita retardada de DNA ocorre concomitantemente com a fita principal, mas prossegue na direção oposta. À medida que a forquilha de replicação avança, a DNA helicase desenrola a dupla hélice, gerando modelos de DNA de fita simples para replicação. Primase sintetiza primers curtos de RNA em intervalos ao longo do modelo de fita retardada.

A DNA polimerase III então se liga aos primers de RNA e inicia a síntese de DNA, sintetizando pequenos fragmentos de Okazaki na direção 5 'a 3' longe da forquilha de replicação. Cada fragmento de Okazaki varia de 100 a 1000 nucleotídeos de comprimento. A síntese descontínua da cadeia retardada necessita da síntese periódica de iniciadores de RNA pela primase para iniciar cada fragmento.

À medida que a DNA polimerase III sintetiza um fragmento de Okazaki, ela eventualmente encontra o iniciador de RNA anterior do fragmento adjacente. Neste ponto, a enzima sintetiza o DNA na direção 5' para 3', deslocando o primer de RNA e deixando um espaço entre os fragmentos. A DNA polimerase I remove então o iniciador de RNA e preenche a lacuna com nucleotídeos de DNA, sintetizando uma fita contínua de DNA complementar ao modelo de fita retardada.

Principais diferenças entre a cadeia de DNA líder e a cadeia atrasada

• Direção de síntese:
  • Fio Principal: Sintetizado continuamente na direção 5′ a 3′, correspondendo à direção do movimento do garfo de replicação.
  • Fio Atrasado: Sintetizado de forma descontínua na direção 5' para 3' longe da forquilha de replicação, resultando na formação de fragmentos de Okazaki.
• Requisito Primário:
  • Fita Principal: Requer apenas um iniciador de RNA na origem da replicação para iniciar a síntese.
  • Lagging Strand: Requer múltiplos iniciadores de RNA, espaçados ao longo do modelo, para iniciar a síntese de cada fragmento de Okazaki.
• Eficiência de síntese:
  • Fio Principal: Sintetizado de forma eficiente e rápida devido à sua natureza contínua, levando à rápida replicação da molécula de DNA.
  • Lagging Strand: Sintetizado de forma menos eficiente devido à sua natureza descontínua, exigindo a síntese e processamento de múltiplos fragmentos de Okazaki, resultando em replicação mais lenta.
• Formação do Fragmento de Okazaki:
  • Fio Principal: Não forma fragmentos de Okazaki; a síntese ocorre continuamente sem interrupção.
  • Fio Lagging: Forma fragmentos de Okazaki devido à natureza descontínua da síntese, resultando na criação de fragmentos curtos de DNA que devem ser unidos.
• Movimento da Polimerase:
  • Fita principal: a DNA polimerase se move continuamente ao longo da fita modelo em direção à forquilha de replicação.
  • Lagging Strand: A DNA polimerase se move de maneira descontínua, sintetizando fragmentos de Okazaki longe da forquilha de replicação.
• Mecanismos de processamento:
  • Fio Principal: Requer processamento mínimo; o DNA sintetizado é diretamente incorporado à fita em crescimento.
  • Lagging Strand: Requer etapas de processamento adicionais, como remoção de primer de RNA, preenchimento de lacunas e união de fragmentos de Okazaki para gerar uma fita contínua de DNA.

Referências

1. https://science.sciencemag.org/content/300/5623/1300.abstract
2. https://www.embopress.org/doi/abs/10.1093/emboj/18.22.6561

Última atualização: 28 de fevereiro de 2024