Por David H. Nguyen, Ph. D.
As enzimas que adicionam nucleotídeos a uma cadeia de DNA são chamadas de polimerases, e existem muitas. Compreender quais tipos de polimerases desempenham quais funções em quais circunstâncias esclarecerá a complexidade deste tópico. Os processos de transcrição, fazendo RNA a partir do DNA, e replicação, copiando DNA do DNA, são funções importantes que requerem polimerases para ligar os nucleotídeos em longas cadeias. Procariotos, como bactérias, e eucariotos, como células humanas, têm polimerases que podem funcionar de forma diferente ou semelhante, dependendo do contexto. No entanto, o mesmo tema central da ligação precisa de nucleotídeos está presente tanto em procariotos quanto em eucariotos.
Transcrição Eucariótica
A RNA Polimerase II (RNA Pol II) é a enzima que adiciona nucleotídeos a uma nova cadeia de DNA produzida durante a transcrição. Ele é recrutado para o local de início da transcrição de um gene por um grupo de fatores de transcrição que se ligam à caixa TATÁ, que é uma sequência de nucleotídeos próxima à linha de partida do gene. Esses fatores de transcrição são chamados de família TFII (para fator de transcrição da polimerase II) de proteínas. Esses fatores de transcrição ajudam a RNA Polimerase II a começar a viajar ao longo do DNA desenrolado. À medida que se move, ele liga os nucleotídeos em uma nova cadeia, combinando os nucleotídeos flutuantes livres com seus pares de bases correspondentes na fita molde do DNA.
As enzimas que adicionam nucleotídeos a uma cadeia de DNA são chamadas de polimerases, e existem muitas. Compreender quais tipos de polimerases desempenham quais funções em quais circunstâncias esclarecerá a complexidade deste tópico. Os processos de transcrição, fazendo RNA a partir do DNA, e replicação, copiando DNA do DNA, são funções importantes que requerem polimerases para ligar os nucleotídeos em longas cadeias. Procariotos, como bactérias, e eucariotos, como células humanas, têm polimerases que podem funcionar de forma diferente ou semelhante, dependendo do contexto. No entanto, o mesmo tema central da ligação precisa de nucleotídeos está presente tanto em procariotos quanto em eucariotos.
Transcrição Procariótica
Bacterial RNA Polymerase II é um complexo de proteínas com múltiplas subunidades. Em vez de ser recrutado para o local de início da transcrição pelas proteínas da família TFII - como acontece com a versão eucariótica - o RNA Pol II bacteriano tem uma subunidade chamada fator sigma. O fator sigma traz todo o complexo RNA Pol II para a linha de partida do gene. O fator sigma ajuda a abrir a dupla hélice do DNA, permitindo que o complexo bacteriano RNA Pol II deslize ao longo de uma fita de DNA e comece a adicionar novos nucleotídeos.
As enzimas que adicionam nucleotídeos a uma cadeia de DNA são chamadas de polimerases, e existem muitas. Compreender quais tipos de polimerases desempenham quais funções em quais circunstâncias esclarecerá a complexidade deste tópico. Os processos de transcrição, fazendo RNA a partir do DNA, e replicação, copiando DNA do DNA, são funções importantes que requerem polimerases para ligar os nucleotídeos em longas cadeias. Procariotos, como bactérias, e eucariotos, como células humanas, têm polimerases que podem funcionar de forma diferente ou semelhante, dependendo do contexto. No entanto, o mesmo tema central da ligação precisa de nucleotídeos está presente tanto em procariotos quanto em eucariotos.
Replicação de DNA
A replicação do DNA é geralmente semelhante entre eucariotos e procariontes. A replicação é diferente da transcrição, pois ambas as fitas de DNA são copiadas ao mesmo tempo - ambas as fitas de DNA servem como modelos. Na replicação do DNA, uma fita do novo DNA é produzida como uma cadeia contínua (chamada de principal fita), enquanto a outra fita do novo DNA é feita em pequenos pedaços descontínuos (chamados de lagging vertente). A DNA Polimerase III é a enzima que adiciona nucleotídeos para formar a fita principal contínua. Outra polimerase, a DNA Polimerase I, adiciona nucleotídeos para formar os fragmentos descontínuos (chamados fragmentos de Okazaki) na fita retardada.
As enzimas que adicionam nucleotídeos a uma cadeia de DNA são chamadas de polimerases, e existem muitas. Compreender quais tipos de polimerases desempenham quais funções em quais circunstâncias esclarecerá a complexidade deste tópico. Os processos de transcrição, fazendo RNA a partir do DNA, e replicação, copiando DNA do DNA, são funções importantes que requerem polimerases para ligar os nucleotídeos em longas cadeias. Procariotos, como bactérias, e eucariotos, como células humanas, têm polimerases que podem funcionar de forma diferente ou semelhante, dependendo do contexto. No entanto, o mesmo tema central da ligação precisa de nucleotídeos está presente tanto em procariotos quanto em eucariotos.
Mais de uma polimerase
Existem cinco DNA polimerases em bactérias e 15 em humanos. Geralmente pertencem a três classes diferentes: A, B e X. DNA Pol III, que faz a fita principal durante a replicação do DNA, é um tipo de classe A e faz fitas muito longas (30.000 nucleotídeos) antes de cair do DNA. O DNA Pol I, que forma os fragmentos curtos descontínuos de Okazaki na fita retardada, pertence à classe B - faz fragmentos com cerca de 600 nucleotídeos de comprimento. Por último, a classe X contém polimerases que estão envolvidas no reparo do DNA danificado. Eles também adicionam nucleotídeos, mas na forma de cadeias curtas.
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Referências
- Biologia molecular da célula: RNA polimerase II requer fatores gerais de transcrição
- Biologia molecular da célula: sinais codificados em DNA dizem à polimerase de RNA por onde começar e parar
- Biologia celular molecular: a máquina de replicação eucariótica é geralmente semelhante à de E. coli
- Revisões críticas em ciência de plantas: funções múltiplas de polimerases de DNA
Sobre o autor
David H. Nguyen é PhD, biólogo especializado em câncer e escritor de ciências. Sua especialidade é biologia tumoral. Ele também tem um grande interesse nas interseções profundas entre a injustiça social e as disparidades na saúde do câncer, que afetam particularmente as minorias étnicas e os povos escravizados. Ele é autor do Kindle eBook "Tips of Surviving Graduate & Professional School".
Créditos fotográficos
Comstock / Stockbyte / Getty Images