Questão de Farmácia — Biologia Molecular e Biotecnologia — VUNESP 2024

Replicação do DNA: enzimas e suas funções

Gabarito: letra B. A topoisomerase é a enzima responsável por aliviar a tensão torsional gerada pelo desenrolamento da dupla hélice na forquilha de replicação, quebrando e religando as fitas de DNA — exatamente o que descreve a alternativa. As demais alternativas trocam as funções das enzimas: a helicase separa as fitas, a primase sintetiza os primers de RNA e a DNA polimerase alonga a cadeia na direção 5'→3'.

A replicação do DNA é um processo semidescontínuo que envolve um conjunto de enzimas com funções específicas e coordenadas. Para entender a questão, é essencial dominar o papel de cada uma delas na forquilha de replicação. A helicase é a enzima que quebra as pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas, separando as duas fitas do DNA parental e criando a forquilha de replicação. Esse desenrolamento, porém, gera uma tensão torsional à frente da forquilha — é aí que entra a topoisomerase (também chamada de DNA girase em bactérias), que quebra uma ou ambas as fitas de DNA, permitindo que a molécula rotacione e relaxe, e depois religa as fitas. A primase é uma RNA polimerase que sintetiza pequenos primers de RNA (cerca de 11 nucleotídeos) com extremidade 3'-OH livre, fornecendo o ponto de partida para a DNA polimerase, que não consegue iniciar a síntese sozinha. Por fim, a DNA polimerase é a enzima que alonga a nova fita de DNA na direção 5'→3', adicionando nucleotídeos complementares ao molde, e possui atividade de exonuclease para correção de erros.

Um exemplo concreto ajuda a fixar: na fita contínua (leading), a primase sintetiza um único primer e a DNA polimerase III alonga a fita de forma contínua. Na fita descontínua (lagging), a primase sintetiza múltiplos primers, e a DNA polimerase III sintetiza fragmentos de Okazaki (1000-2000 nucleotídeos), que depois são unidos pela DNA ligase. A DNA polimerase I remove os primers de RNA e preenche as lacunas. Todo esse processo é coordenado no replissomo, um complexo multiproteico que se monta na origem de replicação.

A pegadinha desta questão é justamente a inversão das funções: a banca atribui a cada enzima a função de outra. O candidato que não domina o papel específico de cada uma acaba confundindo, por exemplo, a helicase (que separa as fitas) com a primase (que sintetiza primers), ou a topoisomerase (que alivia a tensão) com a helicase. Guarde a fronteira entre as quatro enzimas principais — helicase, topoisomerase, primase e DNA polimerase — pois é exatamente nela que as alternativas se dividem.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Atribui à helicase a função de sintetizar primers de RNA com extremidade 3'-OH livre. Isso é função da primase, não da helicase. A helicase é a enzima que quebra as pontes de hidrogênio e separa as duas fitas de DNA na forquilha de replicação. A alternativa troca completamente os papéis: a síntese de primers é o passo que precede a ação da DNA polimerase, e quem catalisa essa síntese é a primase.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Descreve corretamente a topoisomerase: ela quebra ligações fosfodiéster da cadeia de DNA (em uma ou ambas as fitas), permitindo que a molécula rotacione e alivie a tensão torsional gerada pelo desenrolamento da dupla hélice na forquilha de replicação, e depois religa as fitas. Esse é exatamente o mecanismo descrito no contexto: "As topoisomerases relaxam o DNA superenrolado quebrando uma única fita de DNA ou ambas, o que permite que o DNA rotacione e torne-se uma molécula relaxada. As topoisomerases terminam seu trabalho religando as fitas do DNA agora relaxado." A alternativa está correta ao mencionar a quebra das ligações fosfodiéster e a correção do aumento de tensão.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Atribui à primase a função de quebrar as pontes de hidrogênio entre as bases, separando as duas fitas. Isso é função da helicase, não da primase. A primase é a RNA polimerase que sintetiza os primers de RNA curtos, fornecendo a extremidade 3'-OH livre para a DNA polimerase iniciar a síntese. A alternativa inverte os papéis entre primase e helicase.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Apresenta a DNA polimerase com um mecanismo catalítico dependente de Zn²⁺ para atacar os grupos hidroxila do primer e facilitar o deslocamento do pirofosfato. Embora a DNA polimerase realmente alongue a cadeia atacando o grupo 3'-OH do primer e liberando pirofosfato (PPi), a dependência de Zn²⁺ não é uma característica descrita no contexto e não é o ponto central da função da enzima na replicação. A alternativa mistura um detalhe químico impreciso com a função real, tornando-a incorreta. A função correta da DNA polimerase é alongar a nova fita de DNA na direção 5'→3', adicionando nucleotídeos complementares ao molde.

Gabarito: letra B