Introdução à Genética
Deselicoidização da dupla-hélice
Quando a dupla-hélice foi proposta em 1953, uma objeção importante era que a replicação de uma referida estrutura exigiria a deselicoidização da dupla-hélice na forquilha de replicação e a quebra das ligações de hidrogênio que mantêm os filamentos unidos. Como o DNA poderia ser desenrolado tão rapidamente e, ainda que pudesse, como não helicoidizar excessivamente o DNA atrás da forquilha e o tornar extremamente emaranhado? Atualmente sabemos que o replissomo contém duas classes de proteínas que abrem a hélice e evitam a helicoidização excessiva: elas são as helicases e as topoisomerases, respectivamente.
As helicases são enzimas que rompem as ligações de hidrogênio que mantêm os dois
filamentos da dupla-hélice juntos. Assim como a proteína grampo, a helicase se adéqua como uma rosquinha ao redor do DNA; a partir dessa posição, ela rapidamente desenrola a dupla-hélice à frente da síntese do DNA. O DNA desenrolado é estabilizado por meio de proteínas de ligação a filamento simples (SSB, do inglês, single-strand-binding), que se ligam ao DNA unifilamentar e evitam a reestruturação do dúplex.
O DNA circular pode ser torcido e espiralado, de modo muito semelhante às espirais
extras que podem ser introduzidas em um elástico torcido. O desenrolar da forquilha de replicação pelas helicases causa torção extra em outras regiões e são formadas superespirais para liberar a tensão da torção extra. Tanto as torções quanto as superespirais têm de ser removidas para possibilitar que a replicação continue. Essa super-helicoidização pode ser criada ou relaxada por enzimas denominadas topoisomerases, das quais um
exemplo é a DNA girase (Figura 7.21). As topoisomerases relaxam o DNA super-helicoidizado por meio da quebra de um único filamento de DNA ou de ambos os filamentos, o que possibilita que o DNA gire tornando-se uma molécula relaxada. As topoisomerases encerram reunindo os filamentos da molécula de DNA agora relaxada.
CONCEITO-CHAVE Uma máquina molecular denominada replissomo realiza a síntese do DNA. Ela inclui duas
unidades de DNA polimerase para lidar com a síntese em cada lamento e coordena a atividade das proteínas
acessórias necessárias para o priming, a deselicoidização da dupla-hélice e a estabilização dos lamentos
separados.