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1 / 11 84 pares de bases de DNA, em escala Este trecho tem cerca de 29 nm de comprimento. As barras abaixo fornecem a escala: uma volta corresponde a 10,5 pares de bases (3,57 nm) em solução, enquanto os livros arredondam para 10 pares de bases e 3,4 nm. A sequência foi inventada para o modelo.
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01 84 pares de bases de DNA, em escala Este trecho tem cerca de 29 nm de comprimento. As barras abaixo fornecem a escala: uma volta corresponde a 10,5 pares de bases (3,57 nm) em solução, enquanto os livros arredondam para 10 pares de bases e 3,4 nm. A sequência foi inventada para o modelo.
02 A helicase abre uma forquilha O anel da helicase separa as fitas e o DNA se divide num Y, a forquilha de replicação. À frente dela, uma topoisomerase alivia a torção, e atrás pequenas proteínas de ligação (verdes) impedem que as fitas simples voltem a se fechar.
03 Cada novo pedaço começa com RNA A DNA polimerase só pode acrescentar a uma extremidade 3′ existente. A primase contorna isso produzindo um curto primer de RNA, as esferas roxas, no molde da fita descontínua.
04 A fita contínua cresce numa peça única No molde superior, a polimerase se move no mesmo sentido da forquilha, por isso continua acrescentando à mesma fita (laranja) a partir de um primer. As cores das bases estão desativadas aqui para mostrar qual fita é nova.
05 A fita descontínua vem em pedaços A nova fita inferior precisa crescer para longe da forquilha. A polimerase constrói um fragmento de Okazaki para trás até o anterior, solta-se e recomeça no próximo primer, deixando uma fileira de pedaços.
06 Primers removidos, entalhes fechados A DNA polimerase I substitui cada primer de RNA por DNA, começando pelo fragmento atrás dela. Isso deixa uma ligação ausente, um entalhe (nick), que a DNA ligase fecha. Observe aumentar a contagem Okazaki de fragmentos unidos.
07 Retirar uma base errada Aqui a polimerase inseriu um G diante de um T. Ela para, recua um nucleotídeo, corta a base errada e insere a correta. Desative Revisão e a base errada permanece, enquanto a forquilha avança mais.
08 Puxe a helicase você mesmo Arraste o anel amarelo da helicase ao longo da hélice. A forquilha abre tão rápido quanto você puxa, e Velocidade acompanha sua mão. Puxe para trás e nada acontece: uma helicase se move num único sentido, usando energia do ATP.
09 Forquilha rápida, fragmentos longos A primase inicia um novo primer em momentos regulares, por isso o comprimento de cada fragmento de Okazaki depende de quanto a forquilha avançou nesse intervalo. No modelo, um primer surge a cada 2,8 segundos: 14 nt a 5 bp/s, 36 nt a 13 bp/s e 8 nt a 3 bp/s. Em E. coli, um novo fragmento começa a cada 1 a 2 segundos.
10 Você é a polimerase Pressione Parear a próxima base. Uma esfera branca marca o próximo lugar livre na fita contínua e um anel vermelho a base do molde. Escolha sua parceira: A para T, G para C. Com Revisão ativada, uma escolha errada é cortada novamente; com ela desativada, o pareamento incorreto permanece.
11 Duas cópias, cada uma metade antiga Quando a forquilha passa, há duas duplas hélices. Cada uma contém uma fita antiga cinza e uma nova fita colorida. Meselson e Stahl demonstraram isso em 1958 com nitrogênio pesado, como ilustram os tubos no canto.
DNA parental As duas fitas antigas, cinza-escura e cinza-clara. À frente da forquilha, ainda estão enroladas juntas, com 2 nm de largura e uma volta a cada 10,5 pares de bases. Atrás da forquilha, cada uma termina numa cópia diferente. Pares de bases A se pareia com T e C com G, um par a cada 0,34 nm. Cores: A verde, T vermelho, G amarelo, C azul, U (no RNA) roxo. Desative Cores dos pares de bases para colori-las por fita. Topoisomerase Atua na dupla hélice à frente da forquilha. Abrir as fitas enrola excessivamente o DNA à frente; a topoisomerase alivia a tensão cortando uma fita e religando-a. Helicase Rompe as ligações de hidrogênio entre as bases e separa as fitas, usando energia do ATP. Representada como um anel no ponto onde as fitas se separam. Proteínas de ligação à fita simples Pequenas proteínas (verdes) que revestem as fitas simples expostas perto da forquilha para que não voltem a se parear antes de serem copiadas. Acumulam-se no molde da fita descontínua, que espera mais tempo. Primase Uma RNA polimerase que produz um curto primer de RNA no molde. A DNA polimerase não consegue iniciar uma fita sozinha; precisa da extremidade 3′ livre do primer. Primers de RNA Pedaços curtos de RNA (esferas roxas). Um inicia a fita contínua; cada fragmento de Okazaki da fita descontínua precisa do seu. Primers reais têm cerca de 5 a 10 nucleotídeos; aqui têm 5. DNA polimerase e abraçadeira Duas polimerases (azuis), uma em cada nova fita, cada uma mantida no DNA por uma abraçadeira deslizante em forma de anel. Acrescentam nucleotídeos apenas a uma extremidade 3′, portanto cada nova fita cresce de 5′ para 3′. Fita contínua A nova fita (laranja) cujo sentido de 5′ para 3′ aponta para a forquilha. É produzida numa peça única a partir de um único primer e acompanha a helicase. Fita descontínua, fragmentos de Okazaki A outra nova fita (verde-azulada, dois tons). Seu sentido de 5′ para 3′ aponta para longe da forquilha, por isso é produzida para trás em pedaços. Os fragmentos do modelo têm 14 nucleotídeos; os reais têm cerca de 1200 em bactérias e 200 nos eucariotos. DNA polimerase I Nas bactérias, esta enzima remove cada primer de RNA e preenche a lacuna com DNA, usando o DNA do próximo fragmento como ponto de partida. Nos eucariotos, RNase H e outras enzimas fazem esse trabalho. DNA ligase Fecha o entalhe (nick) deixado entre dois pedaços de DNA formando a última ligação fosfodiéster. Um clarão marca cada fechamento, e os fragmentos se tornam uma única fita. Pareamento incorreto Uma base errada que a polimerase inseriu. Com Revisão ativada, a polimerase para, corta a base com sua exonuclease de 3′ para 5′ e insere a correta. Com ela desativada, o pareamento incorreto permanece (anel).
