TRANSCRIÇÃO DO DNA

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TRANSCRIÇÃO do dna
● Os genes de eucariotos superiores em geral são compostos por éxons (regiões expressas), quecodificam partes das proteínas, e íntrons (regiões intercalares – regulatórias), que separam os éxons. Uma cópia de RNA contendo tantoéxons quanto íntrons é sintetizada a partir de um gene.Uma estrutura biológica (chamada spliceossomo) removeos íntrons e une os éxons (em um processo denominado splicing do RNA) para produzir umRNA maduro que contém a informação contínua necessária para sintetizar uma proteína.
RNA
● Em uma célula eucariótica, o DNA é encontrado no núcleo, enquanto as proteínas são sintetizadas no citoplasma. E necessário um intermediário.
· PROPRIEDADES DO RNA 
● O RNA é geralmente uma cadeia de nucleotídeos unifilamentar, não uma dupla hélice como o DNA. Uma consequência é que o RNA é mais flexível e consegue formar uma variedade muito maior de formas moleculares tridimensionais complexas do que o DNA bifilamentar. Um filamento de RNA consegue dobrar-se de tal modo que algumas de suas próprias bases pareiam entre si. Tal pareamento intramolecular de bases é um determinante importante da forma do RNA.
● O RNA tem o açúcar ribose em seus nucleotídeos, em vez da desoxirribose encontrada no DNA. Como os nomes sugerem, os dois açúcares diferem na existência ou ausência apenas de um átomo de oxigênio. O açúcar do RNA contém um grupo hidroxila (OH) ligado ao átomo de carbono 2', enquanto o açúcar do DNA tem apenas um átomo de hidrogênio ligado ao átomo de carbono 2'.
● Os nucleotídeos do RNA (chamados de ribonucleotídieos) contêm as bases adenina, guanina e citosina, mas é encontrada a base pirimidínica uracila (abreviada por U) em vez de timina.
● ORNA, como as proteínas, mas não como o DNA, podecatalisar reações biológicas. O nome ribozima foi criadopara as moléculas de RNA que funcionam como enzimasproteicas.
· CLASSES DE RNA 
● Os RNA podem ser agrupados em duas classes gerais. Uma delas codifica a informação necessária para fazer cadeias polipeptídicas (proteínas) e é denominada RNA mensageiro (mRNA) porque, como tal, serve como intermediário e passa a informação do DNA para a proteína. As outras classes denominam-se RNA funcionais, porque o RNA não codifica a informação para fazer proteínas. Em vez disso, ele próprio é o produto funcional final.
● RNA mensageiro → As etapas pelas quais um gene influencia o fenótipo são chamadas de expressão gênica. Para a grande maioria dos genes, o RNA transcrito é apenas um intermediário necessário para a síntese de uma proteína, que é o produto funcional final que influencia o fenótipo.
● Duas dessas classes de RNA funcionais são encontradas tanto em procariotos quanto em eucariotos: RNA transportadores e RNA ribossômicos.
• RNA transportador (tRNA) é responsável por levar o aminoácido correto para o mRNA no processo de tradução.
• RNA ribossômico (rRNA) é o principal componente dos ribossomos, que são grandes "máquinas" macromoleculares que conduzem a montagem da cadeia de aminoácidos pelos mRNA e tRNA.
● Os eucariotos possuem 3 RNA-polimerases: RNA-polimerase I, RNA-polimerase II (mais importante) e RNA- polimerase III;
A INICIAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS NECESSITA DE VÁRIAS PROTEÍNAS
● As RNA-polimerases eucarióticas necessitam de diversas proteínas adicionais, coletivamente denominadas fatores gerais de transcrição;
➝ Ajudama posicionar corretamente a RNA-polimerase no PROMOTORe auxiliamna separação das duas fitas de DNA;
➝ São necessários em praticamente todos os promotores que utilizam a RNA-polimerase II;
➝ São designados TFII (fator de transcrição para a polimerase II) e recebem nomes arbitrários de TFIIB, TFIID etc;
TRANSCRIÇÃO
● Como a informação codificada na molécula de DNA é transferida para o RNA transcrito? A transcrição baseia-se no pareamento complementar de bases.
● Primeiro, os dois filamentos da dupla hélice de DNA separam-se localmente, e um dos filamentos separado atua como um molde para a síntese de RNA. O ribonucleotídeo A faz par com T no DNA, G com C, C com G e U com A. Cada ribonucleotídeo é posicionado em oposição à sua base complementar pela enzima RNA polimerase, que se liga ao DNA e move-se ao longo dele, unindo os ribonucleotídeos alinhados para fazer uma molécula crescente de RNA.
● Durante a síntese, o crescimento do RNA ocorre sempre no sentido 5' para 3'.
● Enquanto a molécula de RNA progressivamente aumenta, a ponta 5' do RNA é deslocada do molde e a bolha de transcrição fecha-se atrás da polimerase. Sucessões de RNA polimerases, cada uma sintetizando uma molécula de RNA, movem-se ao longo do gene.
● Como o DNA de um cromossomo é uma unidade contínua, a maquinaria da transcrição precisa ser direcionada para o começo de um gene, a fim de começar a transcrever no local certo, continuar transcrevendo ao longo do gene e, finalmente, parar de transcrever na outra ponta. ESSES TRÊS ESTÁGIOS DISTINTOS DA TRANSCRIÇÃO SÃO CHAMADOS DE INICIAÇÃO, ALONGAMENTO E TÉRMINO.
● A RNA polimerase II transcreve todos os genes codificadores de proteína, para os quais o transcrito final é o mRNA, e transcreve alguns snRNA.
● Antes que o RNA deixe o núcleo, ele precisa ser modificado de vários modos. Essas modificações são coletivamente chamadas de processamento do RNA. Para distinguir o RNA antes e depois do processamento, o RNA recém-sintetizado é chamado de transcrito primário ou pré-mRNA, reservando-se o termo mRNA para o transcrito totalmente processado que pode ser exportado para fora do núcleo.
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS
● Os eucariotos demandam a montagem de muitas proteínas em um PROMOTORantes que a RNA polimerase II possa começar a sintetizar RNA. Algumas dessas proteínas, chamadas de FATORES GERAIS DE TRANSCRIÇÃO (GTF), ligam-se antes que a RNA polimerase II se ligue, enquanto outros fatores se ligam depois.
● O início da transcrição em eucariotos tem algumas características que lembram o início da replicação nas origens da replicação.
● O GTF, que não participam da síntese de RNA, reconhecem as sequências no promotor e ligam-se a elas ou a outros GTF, e servem para atrair o cerne da RNA polimerase II e posicioná-la no sítio correto para começar a transcrição. Os GTF são designados TFIIA, TFIIB, e assim por diante (siglas do inglês transcriptionfactor, ou seja, fator de transcrição da RNA polimerase II).
● Os GTF e o cerne (parte essencial) da RNA polimerase II constituem o complexo de pré-iniciação (PIC). 
● O TATA boxe, é o sítio do primeiro evento na transcrição: a ligação da proteína de ligação a TATA (TBP), parte do complexo TFIID, um dos seis GTF.
● Quando ligada ao TATA boxe, a TBP atrai outros GTF e o cerne da RNA polimerase II para o promotor, formando assim o complexo de pré-iniciação.
● O TATA box é um componente crucial de diversos promotores reconhecidos pela RNA-polimerase II, e se encontra geralmente localizado a uma distância de 25 nucleotídeos antes do sítio de início da transcrição. Uma vez que o TFIID tenha se ligado ao TATA box, os demais fatores se organizam, juntamente com a RNA-polimerase II, para formar um complexo de iniciação de transcrição completo.
● Uma vez que a transcrição tenha começado, muitos dos fatores gerais de transcrição irão se dissociar do DNA, tornando-se, em seguida, disponíveis para iniciar outro ciclo de transcrição com uma nova molécula de RNA-polimerase. Quando a RNA-polimerase II termina a transcrição de um gene, ela é também liberada do DNA; os fosfatos na sua cauda são removidos por proteínas-fosfatase, e a polimerase está disponível para buscar um novo promotor. Apenas a forma desfosforilada da RNA-polimerase II é capaz de dar início à síntese de RNA.
ALONGAMENTO, TÉRMINO E PROCESSAMENTO DE PRÉ-mRNA EM EUCARIOTOS
● O alongamento ocorre dentro da bolha de transcrição. RNA dos eucariotos precisa ser processado antes que possa ser traduzido, o que inclui (1) o acréscimo de um REVESTIMENTO (CAP) NA PONTA 5', (2) RECOMPOSIÇÃO (SPLICING) PARA ELIMINAR OS ÍNTRONSe (3) o ACRÉSCIMO DE UMA CAUDA 3' DE NUCLEOTÍDEOS ADENINA (POLIADENILAÇÃO).Os passos(1) e (3) são mecanismos protetores contra a degradação da fita de RNA pela RNAse no citoplasma. 
SPLICING ALTERNATIVO
● Um modo pelo qual um gene pode codificar várias proteínas ocorre por um processo conhecido como recomposição alternativa (ou splicing alternativo), em que diferentes mRNA e, subsequentemente, diferentes proteínas são produzidas pelo mesmo transcrito primário, recompondo diferentes combinações de éxons.
TRADUÇÃO
● A tradução é o segundo evento na síntese proteica, consistindo na transmissão da informação genética do mRNA para um polipeptídio.
● INÍCIO: O mRNA leva a mensagem copiada do DNA até os ribossomos, organelas citoplasmáticas situadas nas paredes do retículo endoplasmático e local da síntese proteica. Uma curta sequência de bases no início de cada mRNA, denominada sequência-líder, habilita-o a ligar-se às pequenas subunidades dos ribossomos por meio de pontes de hidrogênio. O primeiro códon do mRNA a especificar um aminoácido é AUG (CÓDON DE INICIAÇÃO), que atrai um tRNA iniciador, o qual transporta o aminoácido metionina (met). Esse aminoácido, portanto, é o início da cadeia polipeptídica, sendo geralmente removido antes do término de sua síntese. A pequena subunidade do ribossomo, o mRNA a ela ligado e o tRNA iniciador com seu aminoácido (nos eucariotos, metionina ou met), auxiliados por fatores proteicos de iniciação que reforçam a ligação desses elementos, formam o complexo de iniciação.
● ALONGAMENTO: Resumidamente, essa etapa poderia ser descrita em três passos: reconhecimento do códon, ligação peptídica ao aminoácido adjacente e movimentação do ribossomo na direção 3' do mRNA.
● Os tRNAs transportam os aminoácidos ativados atéo complexo de iniciação (ao qual se liga a grande subunidadedo ribossomo). O tRNA que transporta o segundoaminoácido forma pontes de hidrogênio entre seu anticódone o segundo códon do mRNA. A seguir, os doisprimeiros aminoácidos estabelecem ligações peptídicasentre eles, com o auxílio de uma ribozima. A parte doribossomo que mantém juntos o mRNA e o tRNA temdois sítios: O SÍTIO P(de peptidil) mantém a cadeia polipeptídicacrescente e O SÍTIO A(de aminoacil) mantém opróximo aminoácido a ser adicionado à cadeia.
● A tradução continua até que a mensagem seja lida por inteiro, e o término da síntese se dá quando é encontrado um dos códons finalizadores (UAG, UAA ou UGA) no mRNA.
● FINALIZAÇÃO OU TERMINAÇÃO: Assim que um códon de finalização é alcançado, há fatores de liberação dependentes de GTP que auxiliam a cadeia polipeptídica recém-formada a se desligar do ribossomo, que se dissocia em suas subunidades. A cadeia polipeptídica é utilizada na célula ou secretada. Se um códon de finalização surgir no meio de uma molécula de mRNA em virtude de uma mutação, ocorrerá o mesmo processo, e a cadeia polipeptídica será terminada prematuramente (quanto mais próximo da região 3’ for essa terminação prematura, maior a probabilidade dessa proteína ter uma funcionalidade melhor).
REGULAÇÃO GÊNICA
● Já que a síntese de proteínas requer grandes quantidades de energia e recursos, os procariotos(e eucariotos) desenvolveram mecanismos elaborados para controlar a escolha de quais proteínassão feitas em diferentes momentos e sob diferentes condições ambientais.
● A célula pode controlar as proteínas que contém (1) controlandoquando e quantas vezes um dado gene é transcrito, (2) controlandocomo um transcrito de RNA sofre splicing ou outro processamento, (3) selecionandoquais moléculas de mRNA são exportadas do núcleo para o citosol,(4) regulando o quão rapidamente certas moléculas de mRNA são degradadas,(5) selecionando quais moléculas de mRNA são traduzidas em proteínas pelosribossomos, ou (6) regulando quão rapidamente proteínas específicas sãodestruídas após terem sido produzidas; além disso, a atividade de proteínasindividuais pode também ser regulada em uma variedade de maneiras.
TIPOS
● ESPACIAL quando a expressão de determinado gene/proteína é diferente dependendo do tipo celular. Ex., proteínas que só são expressas em células nervosas (ex., mielina) ou no tecido muscular (ex., miosina).
● TEMPORAL: genes diferentes expressos em tempos diferentes em resposta a sinais biológicos ou estímulos ambientais.
● Transcrição e tradução separadas temporais e espacialmente;
● Eucariotos possuem proteínas regulatórias maiores e mais complexas;
● O acesso aos promotores é restrito pela estrutura da cromatina;
● Promotores de eucariotos são intrinsecamente inativos: Não ocorre início de transcrição na ausência de proteínas acessórias.
FATORES DE TRANSCRIÇÃO
● Fundamentais em todos os promotores para que a transcrição seja iniciada;
● São importantes no posicionamento correto da RNA polimerase II sobre os promotores;
● Atuam na separação das fitas de DNA;
● Liberação da RNA polimerase II da região promotora.
REPRESSÃO DE TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS
● Os reguladores transcricionais eucarióticos atuam de duas maneiras principais: (1) eles podem afetar diretamente o processo de associação da RNA-polimerase e dos fatores gerais de transcrição ao promotor, e (2) eles podem modificar localmente a estrutura da cromatina das regiões promotoras.
● Interferem com a ligação da RNA polimerase II ao promotor;
● Interferem com a ligação de ativadores aos seus sítios específicos de ligação no DNA;
● Interferem com o complexo de transcrição envolvido no início da transcrição;
● Interagem e inibem ativadores de transcrição.
REGULAÇÃO MEDIADA POR PEQUENOS RNAs
● miRNAs (mi=micro) ou siRNAs;
● Mecanismo de regulação pós-transcricional;
● Pareamento de uma sequência curta de RNA com uma sequência alvo de um mRNA;
● Principal função é atuar como silenciadores pós-transcricionais, pois pareiam-se com mRNAs específicos e regulam sua estabilidade e tradução.
● Os microRNAs, ou miRNAs, são pequenas moléculas de RNA que controlam a expressão gênica pelo pareamento de bases com mRNAs específicos, reduzindo sua estabilidade e sua tradução em proteína.
ANOTAÇÕES
➤ Todas a células possuem o mesmo genoma, mas diferem na expressão gênica. 
➤ RNA tem uracila ao invés de timina; açúcar diferente do açúcar do DNA (ribose – OH); fita simples.
➤ Íntrons não codificam proteína, mas regulam a expressão.
➤ RNA polimerase II é a mais importante, pois está diretamente relacionada a transcrição. 
➤ TFII (fato de transcrição para polimerase II) = ajudam sempre na atividade da polimerase II. 
➤ Promotores são locais de iniciação da transcrição. O mais conhecido é o TATAbox, região rica em adenina e timina. 
➤ Proteína TBP (proteína ligadora de TATAbox) = sem essa proteína não é possível iniciar a transcrição, é ela que reconhece o local promotor. 
➤ RNA polimerase não transcreve TATAbox, só reconhece o local de início da transcrição do gene. 
➤ TATAbox = região promotora que fica anterior ao local de início da transcrição = fica em região de íntron. 
➤ Existem algumas regiões de íntrons que são regulatórias, enquanto outras não possuem função alguma. 
➤ A proteína ativadora se liga ao ENHANCER (+) (região estimuladora de transcrição que fica em região de íntron) mudando a conformação do DNA (em formato de grampo – HARPIN) estimulando a transcrição. 
➤ TATAbox + Enhancer = dois fatores na região de íntron que estimulam a iniciação da transcrição. São só regulatórios positivos, só estimula. 
➤ Existem mais regiões silenciadoras do que estimuladoras. 
➤CAPeamento (região 5’) + Poliadenilação (região de 3’) = proteger o RNA da RNAse, pois o citosol é um local hostil.
➤Splicing é um evento obrigatório X splicing alternativo combina exôns em regiões distintas = combinas exôns de formas diferentes de um mesmo gene = variabilidade proteica. 
SINTESE PROTEICA
➤TRÊS FASES: iniciação, alongamento e terminação! 
➤ O RNAt faz o anti-códon! 
➤ Se eu tiver 2 metioninas (aminoácido de iniciação) em 2 RNAt diferentes, como eu vou saber quem iniciou? Através do sítio P do ribossomo, pois a metionina iniciadora sempre vai se ligar inicialmente a este sítio P. 
➤ eIF2 ligado ao GTP (constituinte da eIF2) não é capazde iniciar a tradução quando fosforilada. O eIF2 é naturalmente fosforilada, reprimida, precisando sofrer desfosforilação para ativar a tradução. Logo, eIF2 é fator regulatório da tradução proteica. 
➤ Alongamento é formar ligações peptídicas e, por consequência, cadeias polipeptídicas. 
➤ Existem fatores regulatórios para a iniciação, alargamento e parada. 
REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA
➤ Quando eu falo de expressão gênica eu estou falando de: mRNA e proteína. 
➤ Regulação por meio da histona.
➤ Existe mais de um promotor para transcrever um mesmo gene. Isso é importante porque se houver mutação em algum promotor, existirá outro para sinalizar.
➤PROTEÍNA CHAPERONA= dobramento da proteína (primaria em terciaria/quaternária). Transforma moléculas de proteínas em estruturas mais complexas.