Transcrição e tradução

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EDUARDA MENDES LOPES
Transcrição
Dogma Central da Biologia Molecular
DNA → RNA → proteína
O processo de transcrição consiste em
transformar a mensagem linear do DNA em uma
outra mensagem linear, mas em forma de RNA.
Assim como o DNA, o RNA é formado de
nucleotídeos unidos por ligações fosfodiéster,
contudo, seus nucleotídeos possuem a ribose
como açúcar.
Com um grupo hidroxila livre no átomo do
carbono 2’ do açúcar, essa molécula é
rapidamente degradada em condições alcalinas,
sendo assim, consiste de uma molécula mais
instável. Além disso, a base timina não está
presente no RNA, sendo substituída pela base
uracila
OBS: lembrar do mecanismo do retrovírus
Quais regiões são transcritas?
→ Somente regiões que contém os genes, as
intergênicas não serão transcritas
Tipos de RNA
→ RNA ribossômico (RNAr):
- forma parte da estrutura dos ribossomos,
a partir de associação com proteínas, e
participa da síntese proteica
- sintetizado no nucléolo (RNAr
policistrônico: leva para síntese de várias
para proteínas ao mesmo tempo) e
nucleoplasma (5S)
- são geralmente curtos
→ RNA mensageiro (RNAm):
- tamanho variável de acordo com a
proteína que levará a informação, a qual
é levada em forma de trincas de códons
- procariotos: RNA policistrônico, extensos
e que levam informação para sintese de
várias proteínas para a mesma
informação
- eucariotos: RNA monocistrônico, tem que
ser específico para uma proteína
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→ RNA transportador (RNAt)
- carreador de aminoácidos ativados para
a síntese de proteínas
- tamanho de 73 a 93 nucleotídeos,
estrutura em forma de L de três
dimensões como se fosse um trevo de 4
folhas, anticódons
- cada RNAt se fixa a um tipo de
aminoácido e o ajuda a ser incorporado
em uma cadeia
-
→ RNA nuclear pequeno (snRNA) e RNA
nuclear heterogêneo (hnRNA): participam do
processamento do RNAm e RNAr. Splicing
→ RNA de interferência: induz interferência de
RNA para regular a expressão genética
Processo de Transcrição
→ Ocorre no sentido 5’ → 3’ usando uma fita de
DNA
RNA polimerase
→ Se associa ao DNA e abre algumas regiões, o
qual serve como molde
→ Durante o processo, forma-se hélice híbrida
DNA-RNA
→ Não precisa de iniciador/ prímer para iniciar
→ Menos fiel que a DNA polimerase, mas como
tem menos tempo, não é uma informação
permanente, diferente do DNA
→ Usa NTPs (ATP, CTP,GTP e UTP): bases
→ Não possui atividade revisora (menor
fidelidade)
→ Se liga especificamente a regiões promotoras
dos genes para começar a transcrição. Sempre
se encontra no início do gene e são sequências
específicas de nucleotídeos do DNA onde
RNApol se liga e inicia a transcrição
- procariotos: só um tipo de RNA
polimerase que sintetiza todos os tipos de
RNA
- mamíferos: vários tipos de RNA
polimerase para a formação dos outros
Etapas da Transcrição
Em bactérias, tudo é mais rápido, há processo
que acontecem simultaneamente da tradução
1. Iniciação
- RNA polimerase desliza ao longo da
dupla hélice de DNA para encontrar sítios
de iniciação (sequências promotoras)
- Quando encontra, abre naquela posição
e começa a desenrolar o que está na
frente, colocando nucleotídeos
2. Alongamento
- Bolha de transcrição: RNApol + DNA
desenrolado/aberto + RNA
nascente/sintetizado
- RNA sintetizado forma hélice híbrida
DNA-RNA
- Vai enrolando atrás e desenrolando na
frente até chegar na região de término
3. Término
- RNApol atinge sinal de término quando
há a formação de um grampo/alça na
região terminadora, interrompendo o
processo. A sequência que é atingida é
uma seq palindrômica rica em CG
seguida se sequência poli-U, isso faz
ocorrer a formação da alça ou grampo,
desestabilizando o híbrido DNA-RNA e o
RNA se dissocia do molde e
posteriormente a RNApol se solta
também
- Terminação Rô dependente
- Terminação Rô independente
- A proteína Ro vai se enrolando com o
RNA a medida que ele vai sendo feito, e
quando chega perto do híbrido
desestabiliza também interrompendo o
processo. Ao invés da alça, a proteína vai
se enrolando e termina o processo em
processos Ro dependente.
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Em eucariotos
→ Fatores de transcrição
- interagem com promotores eucarióticos e
promovem a transcrição
- a RNApol por si só não é capaz de
reconhecer promotores e iniciar a
transcrição
→ Sequências estimuladores/reguladoras
(enhancers)
- onde se ligam proteínas reguladores
ativadoras ou opressoras
- ajudam a montar um complexo para
iniciação para a transcrição
- formação de alças aproximam regiões
estimuladores e promotoras
→ Processamento do RNAm
- ocorrem em núcleo
- em bactérias não ocorre esse
processamento
- transcreve tudo, éxons e íntrons, mas
para o RNAm precisa remover os introns,
processo chamado de splicing, além de
ocorrer modificações nas linhas também
a fim de manter o RNAm mais estável
- RNA nascente recebe CAP na porção 5’
- ocorre adição de nucleotídeo atípico →
7-metilguanosina
- metilação do grupo 2’ OH da ribose
- o CAP protege RNAm da degradação e
auxilia na exportação dele para o
citoplasma, pelo reconhecimento das
proteínas que o levarão
- RNAm primário recebe cauda poli-A na
porção 3’
- protege RNAm da degradação e auxilia
na exportação para o citoplasma
- deixa o RNA mais comprido naquela
ponta
- RNAm primário sofre remoção dos
íntrons
- splicing ou recomposição de éxons
- participação do spliceossomo, onde há
associação de moléculas de RNA
pequenos e proteínas. Ele vai reconhecer
o final e início do íntron para cortar,
unindo os éxons entre si
- quando aproximadas, formam uma alça
que será removido
- nunca no DNA, sempre no RNA
- o splicing é realizado durante todo o
processo
- após ser feito, daí é adicionado a cauda
poli-A
- Splicing alternativo: processo no qual as
células humanas transcrevem um gene
específico formando um RNA, mas que
será processado de modo distinto em
diferentes tecidos formando diferentes
proteínas. O mesmo gene presente em
diferentes tecidos, sofre diferente
processamento dos éxons, sendo assim,
em alguns será mantido e em outros,
perdidos. A informação vem do mesmo
gene mas o processamento depende da
célula. Isso é bom porque um gene pode
formar diferentes tipos de proteínas
Controle da Expressão
→ Taxa de transcrição de um gene
→ Tempo de degradação do RNAm
→ Depende do gene, da célula, do tempo
Antibacteriano e transcrição
→ RIfampicina: medicamento que é usado para
tratar tuberculose, hanseníase
- atua sobre RNApolimerase bacteriana,
inibindo a transcrição e, por
consequência, a síntese de proteínas
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Tradução
Conversão da informação de RNA→ proteína
→ Envolvia a tradução de trincas de códons
→ Código genético
→ Cada trinca codifica aminoácidos diferentes,
mas tem aa que podem ser codificados por
códons diferentes
→ AUG: metionina
→ UGG: triptofano
→ UAA, UAG e UGA não codificam aa, são
códons de parada, interrompem a tradução
→ É realizada nos ribossomos
Ribossomo
→ Permitem associação RNam e RNAt
→ RNAt tem 3 sítios e segue o seguinte caminho
:
- Sítio A: ligação com o RNAt que
carregam aminoácidos (sítio aminoacil)
- Sítio P: ligação peptídica (peptidil)
- Sítio E: é o de saída (exit), deixando aa
- tem só um códon em cada RNAt
- um mesmo RNAt pode parear com mais
de um códon
→ O RNAm tem apenas um sítio na subunidade
menor
- todo RNAm tem um sítio de ligação
ribossomo, onde o ribossomo interage e
inicia a associação
- todo RNAm tem um códon de início e fim
→ Subunidade maior catalisa a formação das
cadeias peptídicas
→ Subunidade menor: RNAm
Tradução
→ Sempre 5’ → 3’, amino → carboxi terminal
→ O RNA fornece sequência de códons
→ 3 etapas como a transcrição
1. Iniciação
- RNAm interage com subunidade menor
do ribossomo
- anticódon do primeiro RNAt pareia com
códon de início de tradução do RNAm
- RNAt iniciador ocupa o sítio P no
ribossomo
- após isso, chega o próximo RNAt no sítio
A que estava vazio, pois o primeiro
estava no P
2. Alongamento
- tendo RNAt nos sítios A e P, ocorre o
deslocamento respeitando a distância de
3 nucleotídeos a frente no sentido 5’ → 3’
- quandoisso acontece, o RNAt que
estava no P passa para o sítio E e o que
estava no A, vai para o sítio P
- concomitantemente a isso, ocorre a
ligação peptídica com o aminoácido
adjacente e o que chegou por último
3. Término
- sinal de parada ( UAG, UGA, UAA) do
RNAm no sítio A do ribossomo é
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reconhecido pelo fator de liberação de
proteína, que hidrolisa a última ligação do
aa, liberando a cadeia proteica e todo o
complexo de síntese de proteína se
desfaz
- o RNAt pode participar de vários
processos de tradução
- peptidil transferase catalisa adição de
H2O à cadeia peptidil-RNAt
- Liberação da cadeia do ribossomo
Eucariotos
RNAt: iniciador metionina (AUG )
Códon iniciador é AUG mais próximo da ponta 5’
do RNAm
Possui mais fatores iniciação
OBS: mutações na informação de éxons pode
ser passado para o RNA e, assim, há alteração
na síntese de proteínas
Antibacterianos e tradução
→ Comprometem a síntese proteica
→ Cloranfenicol: se liga a subunidade maior do
ribossomo e inibe a ligação peptídica
→ Eritromicina: se liga à subunidade 50S e
impede a translocação do ribossomo pelo RNAm
→ Tetraciclina: atrapalha a ancoragem do RNAt
no ribossomo
→ Estreptomicina: altera a forma da subunidade
30S, causando a leitura incorreta do códon no
RNAm
Como o Remdesivir atua sobre o
coronavírus? Como o Remdesivir bloqueia a
replicação viral?
O coronavírus é um tipo de RNA vírus. Esse
análogo de nucleosídeo atrapalha a formação de
RNA atuando sobre a RNA polimerase,
inibindo-a. A forma trifosfatada do remdesivir
compete com o ATP, nucleotídeo natural
semelhante a ele.
→ O km do remdesivir é menor que do ATP
natural, ou seja, tem mais afinidade com a RNA
polimerase, facilitando o bloqueio dessa pelo
medicamento