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A replicação do DNA é o processo de duplicaçãoda molécula de DNA. Nele ocorre a separação das duas cadeias de nucleotídeos e a formação de cadeias complementares. A replicação ocorre antes da divisão celular, durante a interfase.

O processo de replicação inicia-se com a separação das duas fitas que formam a molécula de DNA. Em seguida, ocorre a ligação dos nucleotídeoslivres no núcleo a um nucleotídeo correspondente em uma das fitas. Tem-se agora duas moléculas de DNA, constituídas por uma fita antiga, pertencente à molécula original, e uma fita nova. Esse processo é considerado, assim, semiconservativo.
Leia também: Hereditariedade - transmissão de caracteres de uma geração a outra
O que é a replicação do DNA

Areplicação do DNA ou duplicação do DNAé um processo de grande importância para a transmissão do material genético, pois, quando ocorre a divisão celular, esse material será dividido de forma igual entre as células-filhas. A replicação ocorre antes do início da divisão celular, durante a fase S da interfase.

A replicação originará duas moléculas de DNA constituídas por uma fita que pertencia à molécula original e uma fita recentemente sintetizada.

Na replicação, a molécula de DNA será duplicada. As duas moléculas formadas serão constituídas por uma fita que pertencia à molécula original e uma fita recentemente sintetizada. Pelo fato de as novas moléculas serem constituídas por uma fita "antiga" e uma "nova", esse processo é denominado semiconservativo. O processo de replicação é mediado por ação de algumas enzimas, como a helicase, responsável por desenrolar a hélice de DNA e separar as cadeias de nucleotídeos.

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Processo de replicação do DNA

O processo de replicação inicia-se com a separação das duas fitas que formam a molécula de DNA, por meio da ação de enzimas, como a helicase. Isso ocorre em pontos em que existem sequências específicas de nucleotídeos, esses pontos são denominados origens de replicação. As enzimas que atuam nesse processo identificam-nos e ligam-se ao DNA, formando as chamadas "bolhas" de replicação.

Em células procarióticas, cujo DNA é circular, esse processo inicia-se em um único ponto. Em células eucarióticas, como na espécie humana, ele se inicia em diversos pontos. As diversas bolhas formadas fundem-se posteriormente, fazendo com que a replicação ocorra de forma mais rápida. O processo de replicação ocorre nos dois sentidos da fita de DNA.

Na replicação, uma cadeia de DNA separa-se, nucleotídeos livres ligam-se nas fitas simples e, assim, duas novas moléculas surgem.

As helicases movem-se sobre as fitas de DNA, separando as cadeias. As regiões onde as cadeias separam-se apresentam a forma de Y e são chamadas de forquilha de replicação. Para evitar que as cadeias liguem-se novamente, as chamadas proteínas ligantes ao DNA de cadeia simples (SSB) ligam-se às cadeias simples, no entanto, elas o fazem de forma a deixar as bases livres para a associação dos nucleotídeos.

À medida que essas associações ocorrem e a nova cadeia, denominada cadeia complementar, é sintetizada, essas proteínas desprendem-se do DNA. É importante lembrar que, nas moléculas de DNA, as bases nitrogenadas ligam-se da seguinte maneira:

Timina (T) - Adenina (A)

A cadeia que vai ser formada inicia-se com uma porção de RNA. Essa cadeia inicial de RNA, sintetizada por meio da ação da enzima primase, é denominada de oligonucleotídeo iniciador ( primer, em inglês).

O oligonucleotídeo iniciador é formado com base em um nucleotídeo de RNA, sendo que, em seguida, os demais vão sendo adicionados tendo a fita de DNA como molde. O oligonucleotídeo iniciador completo é então pareado com a fita molde, e a nova cadeia de DNA é iniciada. O oligonucleotídeo iniciador, quando está completo, apresenta entre cinco e 10 nucleotídeos.

O início da formação da nova cadeia de DNA ocorrerá da extremidade 3' do oligonucleotídeo iniciador. Enzimas, denominadas de DNA-polimerases, iniciam a ligação dos nucleotídeos livres no núcleo ao oligonucleotídeo iniciador e, em seguida, adicionam os nucleotídeos complementares aos da fita-molde.

Devido à estrutura do DNA, os nucleotídeos só poderão ser adicionados na extremidade 3' do oligonucleotídeo iniciador ou da fita de DNA que está sendo sintetizada. Assim, a nova fita poderá ser aumentada apenas no sentido do lado do carbono da pentose ligado ao fosfato (carbono 5') em direção ao carbono 3' da pentose (5'→3').

À medida que a forquilha vai sendo aberta, a adição de nucleotídeos em uma das fitas dá-se de forma contínua, essa fita é denominada de fitar líder ou fita contínua. No entanto, para que a outra fita seja alongada nesse sentido, a adição de nucleotídeos ocorrerá em sentido oposto ao da progressão da forquilha por meio de fragmentos, denominados fragmentos de Okazaki (em células eucarióticas, eles possuem entre 100 e 200 nucleotídeos). Essa fita é denominada de fita retardada ou fita descontínua, e, diferentemente da fita líder, que necessita apenas de um oligonucleotídeo iniciador, cada fragmento dela deverá ser iniciado separadamente.

Ao fim, a enzima DNA ligase liga os fragmentos, formando uma fita única de DNA. Tem-se agora duas moléculas de DNA, exatamente iguais em relação à sequência de nucleotídeos, sendo que essas moléculas são constituídas por uma fita antiga, pertencente à molécula original, e uma fita nova.

Citosina (C) - Guanina (G)

Guanina (G) - Citosina (C)

Adenina (A) - Timina (T)

Leia mais: Mitose - tipo de divisão celular que origina duas células-filhas iguais em número de cromossomos

Regulação do processo de replicação

O processo realizado com duas fitas-molde busca evitar erros de replicação. Quando isso ocorre, diversos mecanismos podem atuar buscando reparar o erro. Por exemplo, quando uma base liga-se de forma errônea à cadeia, enzimas identificam o erro e substituem a base. No entanto, dependendo do tipo de erro, o ciclo celular pode ser paralisado temporariamente ou permanentemente ou até mesmo a morte programada da célula, por apoptose, pode ser induzida.

Por Helivania Sardinha dos Santos

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Replicação do DNA: o que é, importância, processo - Biologia Net

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A replicação do DNA é o processo de duplicaçãoda molécula de DNA. Nele ocorre a separação das duas cadeias de nucleotídeos e a formação de cadeias complementares. A replicação ocorre antes da divisão celular, durante a interfase. O processo de replicação inicia-se com a separação das duas fitas que formam a molécula de DNA.

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REPLICAÇÃO (DUPLICAÇÃO) DO DNA | Biologia com Samuel Cunha

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A primeira lei de Mendel, também chamada de Princípio da Segregação dos Caracteres ou Lei da Segregação, diz quecada característica é condicionada por um par de fatores que se separam na formação dos gametas. Para chegar a essa conclusão, Mendel realizou uma série de experimentos com ervilhas e conseguiu aplicar a matemática em seus estudos. A seguir você entenderá melhor essa lei e como Mendel chegou a essas conclusões.

Tópicos deste artigo

O experimento de Mendel

Mendel iniciou seus experimentos em torno de 1857, quando começou a trabalhar com o cruzamento de ervilhas. As ervilhas foram uma escolha importante para o sucesso do experimento, uma vez que apresentam várias características que podem ser estudadas, apresentam curto tempo de geração, geram grande número de descendentes, além do fácil cultivo.

Para realizar seu experimento, Mendel analisou características que apresentavam duas formas distintas, como sementes verdes e amarelas, e flores brancas e púrpuras. No total, foram estudadas sete características: forma da semente (lisa ou ondulada), cor da semente (amarela ou verde), cor da flor (púrpura ou branca), forma da vagem (inflada ou constrita), cor da vagem (verde ou amarela), posição da flor (axial ou terminal) e comprimento do caule (alto ou anão).

Nesses experimentos, ele utilizou plantas chamadas de puras, ou seja, plantas que, após sucessivas gerações, davam origem a plantas com a mesma característica.

Veja as características presentes em ervilhas e estudadas por Mendel.

Mendel realizava a polinização cruzada das plantas puras, transferindo o pólen de uma planta para outra. Esse cruzamento entre plantas puras é chamado de hibridização. Os progenitores puros recebem a denominação de geração parietal ou geração P.

Após cruzar a geração parietal, os descendentes dessa geração foram obtidos, os quais receberam o nome de primeira geração filial ou geração F1. O cruzamento entre indivíduos F1 levou à produção da segunda geração filial ou geração F2.
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Resultados dos experimentos de Mendel

Mendel obteve importantes resultados em seus experimentos com o cruzamento de ervilhas. Com base nos dados obtidos, ele pôde compreender melhor os princípios da hereditariedade. Para compreender melhor o trabalho de Mendel, vamos considerar o cruzamento entre plantas que geram flores púrpuras e flores brancas.

Observe a figura exemplificando os resultados obtidos por Mendel em seu experimento.

Mendel realizou o cruzamento entre plantas puras que apresentavam flores púrpuras e plantas puras que apresentavam flores de cor branca. O cruzamento gerou híbridos F1 100% com flores púrpuras. A cor das flores era exatamente como aquela apresentada pelas plantas puras, o que levou à seguinte questão: o que aconteceu com o fator que determinava a cor branca das flores?

Mendel não interrompeu seus trabalhos na geração F1, o que foi essencial para a compreensão do processo. Após o resultado de 100% das plantas com flores púrpuras, ele realizou a fecundação entre plantas F1 e teve uma grande surpresa: as plantas que geravam flores brancas reapareceram.
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O resultado apresentado foi de, aproximadamente, três plantas com flores púrpuras para uma planta com flor branca, ou seja, 75% das plantas geradas apresentavam flores púrpuras, enquanto 25% apresentavam plantas com flores brancas.

Conclusões de Mendel

Com os resultados obtidos, Mendel chegou a algumas importantes conclusões:

Existem fatores responsáveis por uma determinada característica. No caso do experimento citado, podemos concluir que existem fatores que determinam a cor branca e a cor púrpura. Esses fatores são o que hoje conhecemos como genes e as versões desses fatores são o que chamamos de alelo.

Cada indivíduo possui dois fatores que determinam uma característica, sendo um fator herdado do pai e outro da mãe. Isso significa que cada organismo herda dois alelos, um proveniente da mãe e outro proveniente do pai. No caso da geração F1, os descendentes apresentavam fatores para a flor branca e para a flor púrpura.

Existem fatores dominantes e fatores recessivos. Os alelos dominantes são capazes de esconder ou mascarar o alelo recessivo. No caso das flores púrpuras da geração F1, o alelo para a cor púrpura era dominante e expressou-se, enquanto o alelo para a cor branca não era. Os alelos recessivos só se expressam quando estão aos pares.

Cada indivíduo passa apenas um fator para cada característica em cada gameta. Isso significa que os alelos separam-se durante a formação dos gametas e apenas um alelo estará presente no gameta.

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Primeira lei de Mendel:As características dos indivíduos são determinadas por pares de fatores, os quais se separam na formação dos gametas, indo apenas um fator para cada gameta.

Com base nas conclusões obtidas, analise o esquema a seguir:

Perceba que as flores púrpuras apresentam genótipo (composição genética) PP, enquanto a branca apresenta genótipo pp. Como os alelos separam-se na formação dos gametas e combinam-se na fecundação, podemos perceber que, após o cruzamento da geração P, temos 100% dos descendentes genótipo Pp. Como o fator P é dominante sobre p, as plantas apresentam em sua totalidade a cor púrpura.

As combinações possíveis são feitas por meio do quadro de Punnet. Nesse quadro, colocamos os alelos de um indivíduo na horizontal e os alelos do outro na vertical. Posteriormente, basta juntar os alelos em cada um dos quadrados. Para saber mais sobre o quadro de Punnet, não deixe de ler nosso artigo sobre o tema: Quadro de Punnet.

Quem foi Mendel?

Gregor Mendel (1822-1884) foi um monge que nasceu em uma região da Áustria e que se destacou pelos seus estudos sobre hereditariedade. Cresceu em uma pequena fazenda e, aos 21 anos de idade, ingressou no mosteiro dos agostinianos.

Em 1851, Mendel deixou o mosteiro para estudar física e química por dois anos, período essencial para a realização de seus experimentos, pois foi quando aprendeu mais sobre experimentação e matemática.

Mendel retornou para o mosteiro e, por volta de 1857, começou seus trabalhos com hereditariedade, plantando na horta do local as ervilhas que seriam utilizadas em seu trabalho. Mendel passou cerca de sete anos analisando seus dados e montando suas conclusões.

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Exercícios resolvidos sobre a primeira lei de Mendel

(UFV) Nas plantas Clarkia elegans, o alelo para flores brancas é recessivo em relação ao alelo para flores rosadas. O pólen de uma flor rosada heterozigota é colocado no pistilo de uma flor branca. Qual é a proporção de fenótipos esperados na prole?

a) 1 rosada : 1 branca.

b) 2 rosada : 1 branca.

c) 1 rosada : 2 branca.

d) 3 rosada : 1 branca.

Resolução: LETRA A. Antes de responder a essa questão, devemos rever alguns conceitos. Quando dizemos que uma planta é heterozigota, estamos falando que ela apresenta dois alelos diferentes para aquela característica. Utilizando a letra b para indicar o alelo recessivo que determina a cor branca e B para indicar o alelo para flor rosada, temos que um indivíduo heterozigoto seria Bb. O cruzamento entre um Bb e bb (flor branca) geraria 50% de plantas com flor rosada e 50% de plantas com flor branca, ou seja, uma proporção de 1:1. Veja o quadro de Punnet a seguir:

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Primeira lei de Mendel: o que é, experimentos, origem - Brasil Escola

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Clique aqui para entender de vez a primeira lei de Mendel ou o Princípio da Segregação dos Caracteres, um importante princípio da genética.

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A Primeira Lei de Mendel surgiu de experimentos com ervilhas da espécie Pisum sativum, uma planta de fácil cultivo com produção de muitas sementes, curto ciclo de vida (importante para observar várias gerações em um curto espaço de tempo), características variadas bem visíveis e distintas (como diferentes cores de semente ou textura das mesmas) e fácil polinização artificial.

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é o sistema biológico de transmissão de certas características dos seres vivos entre gerações. Para o pleno funcionamento dessa estrutura precisa-se dos genes – pedaço do DNA (ácido desoxirribonucleico) que abriga as informações genéticas.

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É uma fita dupla

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O gene é um segmento de uma molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico), responsável pelas características herdadas geneticamente. Cada gene é composto por uma sequência específica de DNA que contém um código (instruções) para produzir uma proteína que desempenha uma função específica no corpo. Cada célula humana tem cerca de 25.000 genes.

A maioria dos genes está contida nos cromossomos. O cromossomo é constituído por uma longa cadeia de DNA envolvido em torno de uma proteína especial denominada histona. A maioria dos cromossomos contêm vários genes diferentes. As células humanas contêm 23 pares de cromossomos - um par de cromossomos sexual (XX nas mulheres ou XY nos homens), mais 22 pares de cromossomos não sexuais denominados autossomos. Os espermatozoides e os óvulos contêm apenas metade deles, ou seja, 23 cromossomos. Os cromossomos são transmitidos dos pais para os filhos por meio do esperma e óvulos. Um cromossomo de cada par é herdado da mãe e o outro do pai. Isto explica porque as crianças se parecem com seus pais, e porque podem ter uma tendência a desenvolver determinadas doenças hereditárias.

Uma célula usa seus genes seletivamente; ou seja, pode ligar (ou ativar) os genes que precisa no momento certo e desligar outros genes quando não precisa. Todas as células do corpo (exceto óvulo e espermatozoide) contêm os mesmos genes. Ativando alguns genes e desativando outros é como uma célula torna-se especializada, isto é, como a célula se torna uma célula muscular e não uma célula óssea. Alguns genes ficam ativos o tempo todo para produzir as proteínas necessárias para as funções básicas da célula. Outros são desligados quando terminam sua função, podendo reiniciar sua atividade, se necessário, posteriormente.

Genes Dominantes x Genes Recessivos

Nós temos 2 cópias da maioria dos genes, um herdado de cada progenitor. Para alguns genes somente uma cópia é necessária para ter determinada função ou doença (em genética isto é chamado de traço, sendo um dominante e outro recessivo. Por exemplo, o gene para olhos castanhos é dominante, enquanto o gene para olhos azuis é recessivo, então se você recebe uma cópia do gene do olho castanho de um pai e uma cópia do gene do olho azul da mãe, você terá olhos castanhos. Só terá olhos azuis se você tiver 2 cópias do gene do olho azul (um de cada progenitor). Esta classificação também se aplica às mutações do gene.

Genes ligados ao Cromossomo X

As coisas são um pouco diferentes em termos de genes no cromossomo X. Normalmente, temos 2 cromossomos sexuais, as mulheres dois cromossomos X, enquanto os homens têm um cromossomo X e um Y. Se o cromossomo Y contém diferentes genes que o cromossomo X, os homens têm apenas uma cópia dos genes do cromossomo X. Algumas doenças/condições são causadas por genes no cromossomo X. No caso do daltonismo, uma mulher tem que ter 2 cópias do gene (um em cada cromossomo X) para ter a condição. No caso do homem, ele só tem que ter o gene no seu cromossomo X. Doenças e condições como estas são denominadas de ligadas ao cromossomo X e são mais frequentes em homens.

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O gene é um segmento de uma molécula de DNA (ácido desoxirribonucleico), responsável pelas características herdadas geneticamente. Cada gene é composto por uma sequência específica de DNA que contém um código (instruções) para produzir uma proteína que desempenha uma função específica no corpo. Cada célula humana tem cerca de 25.000 genes.