Como ocorre a duplicação do DNA?

Inegavelmente, a duplicação do DNA é um processo fundamental para a replicação celular, permitindo que cada célula filha receba uma cópia idêntica do material genético. Esse processo ocorre antes da divisão celular e é essencial para o crescimento, desenvolvimento e reparo dos organismos. Vamos explorar como a duplicação do DNA acontece em etapas detalhadas.

Estrutura do DNA

Em primeiro lugar, é importante relembrarmos a estruta do DNA (ácido desoxirribonucleico), que é composto por duas cadeias entrelaçadas que formam uma dupla hélice. Cada cadeia é constituída por nucleotídeos, que incluem uma base nitrogenada (adenina, timina, citosina ou guanina), um açúcar desoxirribose e um grupo fosfato. As bases nitrogenadas de uma cadeia se emparelham então com as da outra: adenina se emparelha com timina, e citosina se emparelha com guanina.

Início da duplicação

A duplicação do DNA inicia-se em regiões específicas chamadas “origens de replicação”. Dessa maneira, essas regiões possuem sequências específicas que são reconhecidas por proteínas que se ligam ao DNA, formando um complexo de pré-replicação. Esse complexo é essencial para que ocorra a abertura da dupla hélice.

Uma enzima chamada helicase é responsável por desenrolar a dupla hélice, quebrando as ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas. Desse modo, tem-se a separação das duas cadeias de DNA, criando uma “forquilha de replicação” onde as cadeias ficam expostas e disponíveis para serem copiadas.

Formação da fita líder e da fita lenta

Em seguida, após a abertura do DNA, a enzima primase sintetiza um pequeno fragmento de RNA chamado primer, que serve como ponto de partida para a síntese de uma nova cadeia de DNA. A fita que é copiada continuamente, no mesmo sentido da forquilha de replicação, é chamada de “fita líder”. Por outro lado, a fita oposta, que é copiada de forma descontínua, é chamada de “fita lenta”. Essa fita é formada em pequenos segmentos chamados de fragmentos de Okazaki, que são posteriormente conectados pela enzima DNA ligase.

Síntese de novas cadeias

A enzima DNA polimerase desempenha um papel crucial na síntese de novas cadeias de DNA. Em suma, ela adiciona nucleotídeos complementares à cadeia de DNA que está sendo replicada, seguindo as regras de emparelhamento de bases: adenina com timina e citosina com guanina. A DNA polimerase avança na direção 5′ para 3′, ou seja, ela adiciona novos nucleotídeos na extremidade 3′ da cadeia em crescimento.

Verificação e correção de erros

Durante a duplicação, a DNA polimerase possui uma função de revisão. Portanto, se um nucleotídeo incorreto for incorporado, a enzima pode detectar e corrigir o erro, removendo o nucleotídeo errado e substituindo-o pelo correto. Esse mecanismo de correção é fundamental para garantir a precisão da duplicação e a integridade do material genético.

Conclusão do processo

Assim que a síntese das novas cadeias de DNA é concluída, as forquilhas de replicação se encontram, e as enzimas envolvidas na duplicação se desligam. Por fim, cada molécula de DNA resultante consiste em uma fita original e uma fita recém-sintetizada, resultando em duas moléculas de DNA idênticas. Esse processo é conhecido como replicação semiconservativa.

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Referências Bibliográficas:

STRACHAN, T. & READ, A. P. Human Molecular Genetics. Garland Science, 2011. 332 p.