Transcrição e modificações pós-transcricionais Grazielle SLIDE 3

BIOLOGIA MOLECULAR 
Transcrição e modificações 

pós-transcricionais 

Prof. Grazielle Ribeiro 
Departamento de 

Bioquímica e Imunologia 

UFMG 



Capacidade de replicação 

e capacidade de carregar 

informação 

A expressão da 

informação genética 

requer seu fluxo do DNA 

para o RNA e daí para a 

proteína 



Estrutura do RNA 

• Tipo de açúcar: ribose 

• Presença do grupo 2’-OH – maior instabilidade 

•  Bases nitrogenadas: A, G, C, U 

• Geralmente é unifilamentar 



• Formação de pontes de hidrogênio entre bases complementares 
no mesmo filamento 

Estrutura do RNA 



Tipo de 

RNA 

Função 

mRNAs RNA 

mensageiro 

Codificam proteínas 

rRNAs RNA 

ribossômico 

Formam a estrutura básica dos 

ribossomos e catalisam a síntese protéica 

tRNAs RNA 

Transportador 

Agem como adaptadores entre o mRNA e 

os aminoácidos na síntese de proteínas 

snRNAs Small RNA 

nucleares 

Atuam em diversos processos nucleares 

incluindo o processamento do pré mRNA 

snoRNAs Small 

nucleolar 

RNAs 

Atuam no processamento de rRNAs 

(conduzindo  modificações químicas) 

Outros Atuam em diversos processos celulares 

incluindo a síntese de telomerases, 

inativação de cromossomo X, transporte 

de proteínas para o retículo 

endoplasmático 



Síntese de RNA 

Processo de transcrever a informação da sequencia de DNA em uma 

sequência de informação do RNA. 



RNA polimerase 

•  Catalisadora da transcrição  

•  Enzima comum em todas as formas de vida  

1) Um molde 

2) Precursores ativados 

3) Um íon  metálico divalente  

Ela necessita:  



Molde  

RNA polimerase 

O DNA fita dupla é um dos 

substratos, no entanto apenas 

uma das fitas é transcrita 

Filamento molde 

Filamento codificante 

Transcrito de RNA 

A sequência de mRNA é complementar 

a do filamento molde e corresponde a 

do filamento não molde (exceto pela 

substituição de U por T). 



Precursores ativados 

RNA polimerase 

Ribonucleotideos trifosfatos:  

ATP, GTP, UTP e CTP.  

Íon metálico divalente 

RNA polimerase necessita 

de um cofator catiônico 

divalente: Mg2+ ou Mn2+  



Iniciação 

Alongamento ou 

Extensão 

Término ou 

Processamento 

A síntese compreende 3 estágios 



Transcrição em procariotos 



Como a RNA Polimerase determina onde 

começar a Transcrição? ? 
Promotores no molde de DNA 

São sequências de DNA que dirigem a RNA polimerase para o local apropriado 

de início da transcrição 

Inciação 



A subunidade s reconhece as sequências de consenso -35 e -10 do promotor 

s70 

s 32 

s 54 

Deslizamento da RNA polimerase 



17 pb aberto 

Complexo 

promotor 

fechado   

Complexo 

promotor 

aberto 

A RNA polimerase tem de desenrolar a dupla hélice molde 



• O primeiro nucleotídeo contem um trifosfato e é um pppG ou pppA. 

• A fase de alongamento começa após a primeira ligação fosfodiéster.  

• Bolha de transcrição – região de DNA onde o RNA é sintetizado 

• Velocidade de alongamento: cerca de 50 nucleotídeos/s 

• A  velocidade de síntese do DNA é de 800 nucleotídeos/s 

 

 

Alongamento 



Alongamento 

A RNA polimerase desenrola o DNA à frente dela e reenrola 

o DNA que já foi transcrito 



Saída da subunidade Sigma faz com 

que a enzima fique fortemente ligada 

ao molde de DNA 

Transcrição até o 

sinal de término 



A síntese de RNA é igual a de DNA: 

 

O DNA como molde da transcrição 

• A transcrição ocorre no sentido 5’ → 3’ 



• O mecanismo de alongamento é semlhante:  
   

   

                               3’-OH ataca a fosforila mais interna 
  

 

A síntese de RNA é igual a de DNA: 

 

O DNA como molde da transcrição 



• A sínteses é impulsionada para frente pela hidrolise do pirofosfato 

  

 

A síntese de RNA é igual a de DNA: 

 

O DNA como molde da transcrição 



RNA polimerases: 

catalisa a adição 

primer X 
Estudos recentes indicam que a RNA 

polimerase apresenta alguma atividade de 

revisão de nuclease. 

Diferenças na síntese do RNA 

 

O DNA como molde da transcrição 

Velocidade de erro: 1 a cada 

104 ou 105 nucleotídeos 

É maior que para a 

replicação do DNA 

Estes erros no entanto não são transmitidos para os descendentes. 

Para a maioria dos genes muitos transcritos de RNA são sintetizados. 



Término 

O que determina onde a transcrição é finalizada? ? 
As regiões transcritas dos moldes de DNA 

contêm sinais de parada. ! 
Mas quais são esses sinais para o 

término? ? 



• Repetições invertidas ricas em 

CG seguidas por uma sequência 

de seis ou mais adeninas. 

 

• Região palindrômica 

 

Portanto suas bases podem se parear 

formando uma alça em forma de 

grampo  

Término: Mecanismo da alça em forma de Grampo 



Como esta alça 

termina a transcrição?  ? 
A RNA polimerase parece parar imediatamente após ela ter sintetizado um 

trecho de RNA que se dobra em forma de grampo 

A hélice híbrida RNA-DNA produzida na cauda oligo(U) é instável, já que os 

pb rU-dA são os mais fracos dos quatros tipos de pb. 

Portanto a parada na transcrição permite que o RNA nascente ligado de 

modo fraco se dissocie do molde de DNA e daí da enzima.  A fita de DNA 

se reúne novamente com sua parceira e a bolha de transcrição se fecha. 



A atividade de ATPase de r capacita a proteína a arrastar o RNA 

nascente, correndo em busca da da RNA polimerase 

Término: Mecanismo dependente da proteína Rô (r) 

• r se liga em trecho de 72 nucleotídeos em 
um RNA de fita única 

 

• O RNA passa pelo centro da proteína  



Término: Mecanismo dependente da proteína Rô (r) 

Quando Rô se colide 

com a Bolha de 

transcrição , ela quebra a 

hélice hibrida RNA-DNA  



Em procariontes, as moléculas de RNA mensageiro sofrem pouca 

ou nenhuma modificação após a síntese pela RNA polimerase. 

• Muitas moléculas de mRNA são traduzidas enquanto estão sendo transcritas. 

 

• As moléculas de RNA transportador e RNA ribossômico são geradas por clivagem 

de cadeias nascentes de RNA. 

Nucleases aparam esses precursores 



Vídeo de transcrição em procariotos 

 

http://www.youtube.com/watch?v=ztPkv7wc3yU&feature=related 








Transcrição em eucariotos 

As células eucarióticas têm capacidade de regular o tempo no 

qual cada gene é transcrito, e quando o RNA é produzido. 



Diferentes tipos celulares 

Célula  

epitelial 
Célula  

muscular 

Neurônios 

 

Células do tecido 

conectivo 

DNA é igual para todas as células do mesmo indivíduo 

No entanto, temos tipos especializados de células, 

que são bastante diferentes entre si 

O que torna uma célula diferente 

da outra? 

Organismos multicelulares 

Regulação diferencial de trancrição para criar 

diferentes tipos celulares: 

 

Síntese e acúmulo de diferentes RNAs e proteínas 

torna uma célula diferente da outra 



Dogma central da biologia molecular 

Igual para todas as células 

Diferentes RNAs podem 

ser gerados 

Diferentes proteínas podem 

ser geradas 

 

Transcrição  

Tradução    



1) Membrana nuclear 

Características eucarióticas que influenciam a 

expressão gênica 

A separação espacial e temporal entre transcrição e tradução permitem que os 

eucariontes regulem a expressão gênica de modos muito mais complexos, 

contribuindo para a riqueza de forma e função dos eucariontes. 



2) Regulação de transcrição mais complexa 

Características eucarióticas que influenciam a 

expressão gênica 

A sínteses é executada por  3 RNA polimerases diferentes dependentes 

de sequência promotoras 

 

Os Promotores podem se combinar de várias maneiras aumentando o 

número de tipos de promotores 

Processam amplamente o RNA nascente para se tornar mRNA.  

3) Processamento do RNA 





Promotores eucarióticos  para o início da transcrição 

Elemento iniciador 

ribossômco (TATA) 

Elemento promotor 

antecedente 

Ligam-se a proteínas que servem para recrutar a 

RNA polimerase I 

O DNA ribossômico é disposto em várias centenas de repetições seguidas, cada 

uma contendo uma cópia de cada um dos três genes de rRNA. As sequências 

promotoras estão localizadas em trechos deDNA separando os genes 



Elemento 

iniciador 

Elemento promotor 

posterior 

Promotores eucarióticos  para o início da transcrição 

Conjunto de elementos de sequência conservada que define o ponto de início e 

recruta a polimerase. 

Acentuadores 



Elemento 

iniciador 

Promotores eucarióticos  para o início da transcrição 

Contêm sequencias conservadas que estão dentro de genes transcritos 



Elementos encontrados na região 

promotora da RNA Polimerase II 

Elemento 

iniciador 

Elemento promotor 

posterior 

(geralmente na 

ausência de TATA) 

Sequências reguladoras 

adicionais 

• As posições destas sequências 
antecedentes variam de um 

promotor para outro. 

• Podem ser eficazes quando 
presentes no filamento molde 

Esses elementos nos promotores eucarióticos são reconhecidos 

por outras proteínas que não a própria RNA polimerase 



Fatores de 

transcrição 

(TFII) 

Aparelho basal de 

transcrição 

Reconhe o trecho 

TATA  

TBP (TATA-Box 

binding protein) 



Fatores de 

transcrição 

(TFII) 

Aparelho basal de 

transcrição 

Reconhe o trecho 

TATA  

TBP (TATA-Box 

binding protein) 

Atrai outros TF’s e a RNA polimerase 
II para o promotor formando um 

complexo pré-iniciação chamado – 
Sistema de transcrição basal 



Fatores de 

transcrição 

(TFII) 

Aparelho basal de 

transcrição 

Reconhe o trecho 

TATA  

TBP (TATA-Box 

binding protein) 

Fosforilação da cauda do 

domínio carboxiterminal (CTD) 

pela TFIIH 

Estabiliza o alongamento da transcrição 

pela RNA polimerase II e recruta 

enzimas processadoras de RNA que 

agem durante o alongamento 



• Acentuadores – sequências de DNA que aumentam a transcrição de 

genes distantes 

• Silenciadores – sequências de DNA que reprimem a transcrição de 

genes distantes 

Reguladores do promotor 

Sequências consenso presentes nos promotores que aumentam ou 

diminuem a taxa de transcrição 



• Promotor 

 

 -  Sempre encontrado adjacente ao  

    gene que ele regula 

 -  Possui um local fixo com relação ao  

    ponto de início da transcrição 

 

• Acentuador e silenciador 

 

 -  Não precisam estar adjacentes ao gene, podendo estar localizados a 

milhares de nucleotídeos de distância deste 

 -  Suas posições com relação aos pontos de início da transcrição podem variar 

 -  Podem estar localizados antecedente ou posterior ao gene, ou ainda dentro 

de um íntron do gene 



Vídeo de transcrição em eucariotos 

http://www.youtube.com/watch?v=slOneovpOEk 






Os produtos de transcrição das três 

polimerases eucarióticas são processados 

A recomposição alternativa 

aumenta o repetório de 

proteínas em eucariontes. 

 

Por isso o proteoma é mais 

complexo que o genoma. 



RNA Polimerase I produz três RNA Ribossômicos 

Os nucleotídeos são modificados: pequena ribonucleoproteínas nucleolares 

metilam grupamentos específicos de ribose e transformam uridinas selecionadas 

em pseudo-uridinas. Em seguida o pré-rRNA é clivado. 

40S 

60S 

rRNA 5S 

(PolIII) 



RNA Polimerase III produz RNA transportador 



As moléculas de Pré-mRNA são processadas para remoção dos 

íntrons e as pontas 3’e 5’são modificadas, originando mRNA 

Recomposição (Splicing); Capeamento; Poliadenilação; Edição do RNA 



Capeamento – Modificações na ponta 5`trifosfato 

- pré-mRNA começa 

com A ou G 

 

- é retirado um 

grupamento fosfato 

 

- o grupamento 

difosfato resultante 

reage o fósforo de 

guanosina. 

 

- O CAP sofre metilação 

Proteção da ação de exonucleases e reconhecimento do local de início 

da síntese de proteínas 



Poliadenilação – Modificações na ponta 3`OH 

Reconhece a 

sequência AAUAAA 

Adição de cerca de 

250 adenilatos à ponta 

3`do transcrito 

O ATP é o doador 

nesta reação 

Acentua a eficiência da tradução e a estabilidade do mRNA 



Vídeo processamento RNA 

http://www.youtube.com/watch?v=YjWuVrzvZYA 






A edição do RNA muda as proteínas codificadas pelo mRNA 

Mudanças na sequência de nucleotídeos do RNA após a transcrição 

por outros processos que não a recomposição (splicing) do RNA. 

Apoliproteína B  
transporte de 

triacilgliceróis e 

colesterol 

Transporte de lipídeos 

sintetizados nas células 

Leva gordura da 

alimentação sob a forma de 

quilomícrons 



Recomposição (Splicing) do pré-mRNA 



Características dos íntrons: 

 

O íntron começa com GU e termina com AG  Regra GU-AG (5´ 3´)  
 

Polipirimidinas  U ou C 

Uma determinada sequência indica o ponto de recomposição 

Ponto de 

ramificação 



Recomposição (Splicing) do pré-mRNA 

Requer a cooperação 

de vários pequenos 

RNAs e proteínas  

spliceossomo 



Recomposição (Splicing) do pré-mRNA 

Requer a cooperação de vários pequenos RNAs e proteínas  spliceossomo 

Clivagem da ligação 

fosfodiéster entre o éxon 

antecedente (éxon 1) e a 

ponta 5`de um íntron. 

Ataque pela OH 

2`de um adenilato 

ao ponto de 

ramificação 



Recomposição (Splicing) do pré-mRNA 

Formação de uma ligação 

fosfodiéster 2`-5`entre esta 

unidade A e o fosfato 5`terminal do 

íntron 

Ponto de ramificação: 

Adenilato é unido a três 

nucleotídeos por 

ligações fosfodiéster  
Laço intermediário 



Recomposição (Splicing) do pré-mRNA 

A  OH 3` terminal do 

éxon 1 ataca a ligação 

fosfodiéster entre o 

íntron e o éxon 2 

Os exons 1 e 2 juntam-

se e o íntron é liberado 

em forma de laço  
Reação de 

transesterificação 



Recomposição (Splicing) do pré-mRNA 

A primeira reação gera um OH 3`livre na ponta 

3`do éxon 1 e a segunda ligação liga este 

grupamento ao fosfato 5`do éxon 2. 



Vídeo Splicing RNA 

http://www.youtube.com/watch?v=FVuAwBGw_pQ 






Combinações diferentes de éxons  um gene, várias proteínas 

Recomposição (Splicing) alternativa 



Aumento da complexidade   A presença de íntrons é tanto maior quanto 

mais alto estivermos na escala evolutiva 

• Genes nucleares de protozoários (tripanossomatídeos) não possuem íntrons 

• Genes nucleares de leveduras praticamente não possuem íntrons 

• Nos mamíferos, os íntrons não são encontrados nos genes mitocondriais, 

mas são a regra entre os genes nucleares 

 

Mecanismo de proteção contra mutações 

Diversidade: genomas e proteomas (splicing alternativo)  Variabilidade 

genética 

Regulação gênica 

 

A presença de íntrons nos genes eucarióticos, aparentemente, 

representa um enorme desperdício celular  

Então, por que a evolução nos presenteou com estas seqüências?