{"id":12824,"date":"2021-01-31T13:19:39","date_gmt":"2021-01-31T18:19:39","guid":{"rendered":"https:\/\/nebula.org\/blog\/dna-polimerase\/"},"modified":"2021-02-20T20:29:16","modified_gmt":"2021-02-21T01:29:16","slug":"dna-polimerase","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nebula.org\/blog\/pt-br\/dna-polimerase\/","title":{"rendered":"DNA polimerases – Os poderosos escritores do genoma"},"content":{"rendered":"\n

Defini\u00e7\u00e3o de DNA polimerase<\/h2>\n\n

As DNA polimerases s\u00e3o enzimas que catalisam a s\u00edntese de mol\u00e9culas de DNA a partir de desoxirribonucleot\u00eddeos. As DNA polimerases desempenham um papel fundamental na replica\u00e7\u00e3o do DNA, permitindo a passagem de informa\u00e7\u00f5es gen\u00e9ticas para c\u00e9lulas-filhas de gera\u00e7\u00e3o em gera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n

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Editado por Christina Swords, Ph.D.<\/em><\/p>\n\n

Aspectos bioqu\u00edmicos das DNA polimerases<\/h2>\n\n

Atividade da polimerase<\/h3>\n\n

A polimerase permite a liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica de mol\u00e9culas individuais (mon\u00f4meros) para formar uma cadeia (pol\u00edmero). No caso da DNA polimerase, o pol\u00edmero formado \u00e9 o \u00e1cido desoxirribonucl\u00e9ico (DNA). Os mon\u00f4meros s\u00e3o desoxirribonucleot\u00eddeos, mais precisamente trifosfatos de desoxinucleos\u00eddeos (dNTPs). A DNA polimerase dependente de DNA sempre usa uma fita simples de DNA j\u00e1 existente como molde para a s\u00edntese de uma nova fita complementar, cuja sequ\u00eancia de nucleot\u00eddeos \u00e9 assim determinada pelo molde. Essa preserva\u00e7\u00e3o da sequ\u00eancia do DNA \u00e9 decisiva para a capacidade da DNA polimerase de copiar a informa\u00e7\u00e3o gen\u00e9tica codificada no DNA. A c\u00f3pia correta do molde \u00e9 obtida pelo emparelhamento de bases complementares das bases do nucleot\u00eddeo incorporado com as bases do molde de DNA, mediado por liga\u00e7\u00f5es de hidrog\u00eanio. A s\u00edntese da nova fita de DNA ocorre da extremidade 5 ‘\u00e0 extremidade 3’. Quimicamente, ocorre um ataque nucleof\u00edlico do grupo 3′-hidroxi terminal da fita de DNA no \u03b1 fosfato do dNTP, liberando pirofosfato. Esta etapa \u00e9 catalisada pela polimerase.<\/p>\n\n

Em contraste com as RNA polimerases (produz RNA que \u00e9 usado para sintetizar prote\u00ednas a partir de amino\u00e1cidos), a s\u00edntese da fita de DNA complementar em DNA polimerases s\u00f3 pode ocorrer se uma extremidade 3′-hidroxi livre estiver dispon\u00edvel para a polimerase. O primeiro nucleot\u00eddeo \u00e9 ent\u00e3o anexado a esta extremidade. Na rea\u00e7\u00e3o em cadeia da polimerase (PCR), uma fita simples de DNA (primer) de cerca de 15-20 nucleot\u00eddeos de comprimento \u00e9 usada como o ponto de partida da rea\u00e7\u00e3o. As enzimas geralmente requerem \u00edons de magn\u00e9sio como cofator.<\/p>\n\n

A cat\u00e1lise da forma\u00e7\u00e3o da liga\u00e7\u00e3o di\u00e9ster \u00e9 funcionalmente an\u00e1loga \u00e0 rea\u00e7\u00e3o correspondente de RNA polimerases. O \u00faltimo nucleot\u00eddeo da se\u00e7\u00e3o j\u00e1 sintetizado e o nucleot\u00eddeo a ser adicionado s\u00e3o coordenados a um dos dois \u00edons de magn\u00e9sio cada no centro catal\u00edtico do dom\u00ednio da polimerase. O primeiro grupo fosfato do nucleot\u00eddeo a ser adicionado \u00e9 coordenado a ambos os \u00edons de magn\u00e9sio. A posi\u00e7\u00e3o espacial permite que o grupo hidroxila do nucleot\u00eddeo anterior ataque o grupo fosfato do nucleot\u00eddeo a ser adicionado. No processo, um res\u00edduo de pirofosfato \u00e9 separado.<\/p>\n\n

\"As
Os processos nos locais ativos da DNA polimerase onde as rea\u00e7\u00f5es de \u00e1cido nucl\u00e9ico s\u00e3o catalisadas.<\/figcaption><\/figure>\n\n

Atividade de exonuclease<\/h3>\n\n

Muitas polimerases tamb\u00e9m t\u00eam outras fun\u00e7\u00f5es enzim\u00e1ticas. Na presen\u00e7a de baixas concentra\u00e7\u00f5es de dNTPs, a atividade de exonuclease 3 ‘\u2192 5’ para a remo\u00e7\u00e3o de nucleot\u00eddeos predomina. Algumas polimerases tamb\u00e9m t\u00eam atividade de exonuclease 5 ‘\u2192 3’. Para garantir que nenhum erro ocorra na leitura do molde de DNA, eles t\u00eam esta fun\u00e7\u00e3o de leitura de prova, ou seja, eles s\u00e3o capazes de detectar a inser\u00e7\u00e3o de um nucleot\u00eddeo inadequado e remov\u00ea-lo do DNA por meio da atividade de exonuclease. Isso permite a degrada\u00e7\u00e3o de um DNA ou fita de RNA existente que j\u00e1 est\u00e1 emparelhado com a fita modelo enquanto uma nova fita est\u00e1 sendo formada. Isso resulta em uma troca da fita antiga por uma nova. Esta atividade de exonuclease \u00e9 explorada pelo m\u00e9todo de tradu\u00e7\u00e3o de nick.<\/p>\n\n

DNA polimerases diferentes<\/h2>\n\n

Em bact\u00e9rias como a Escherichia coli, existem tr\u00eas diferentes DNA polimerases dependentes de DNA. Uma delas, a DNA polimerase I (Pol I), foi isolada em 1955 por Arthur Kornberg e foi a primeira polimerase descoberta. No entanto, esta n\u00e3o \u00e9 a polimerase mais importante para a replica\u00e7\u00e3o em E. coli, uma vez que catalisa apenas cerca de 20 etapas de s\u00edntese (ou seja, tem apenas um baixo poder de processamento). No entanto, \u00e9 respons\u00e1vel pela degrada\u00e7\u00e3o do primer durante a replica\u00e7\u00e3o devido \u00e0 sua atividade de exonuclease 5 ‘\u2192 3’. A DNA polimerase II e a DNA polimerase III, as outras duas DNA polimerases em E. coli, foram isoladas apenas 15 anos ap\u00f3s a descoberta da DNA polimerase I, depois que mutantes de E. coli com defeito no gene da polimerase I se mostraram competentes para replica\u00e7\u00e3o. No entanto, esses mutantes eram particularmente suscet\u00edveis \u00e0 radia\u00e7\u00e3o ultravioleta e subst\u00e2ncias alquilantes, raz\u00e3o pela qual se sup\u00f5e que a DNA polimerase I executa principalmente tarefas de reparo. A polimerase III, que realiza a replica\u00e7\u00e3o real em E. coli, \u00e9 composta por um total de sete subunidades e ocorre apenas em pouqu\u00edssimas c\u00f3pias por c\u00e9lula bacteriana.<\/p>\n\n

DNA polimerases eucari\u00f3ticas, incluindo DNA polimerases humanas, s\u00e3o classificadas nas seguintes fam\u00edlias:<\/p>\n\n