M1 - P7 RNA

Prévia do material em texto

Amanda Lima - Turma XXVII
Problema 7
“QUE TIPO DE RNA É
ESSE?”
RNA
● Caracterizar RNA e
suas principais classes
(outros tipos
encontrados);
É o que faz a intermediação entre a
informação contida no DNA, localizado no
núcleo, e o citoplasma. Apresenta um
período de vida curto (bactérias com
uracila radioativa Griffithis).
Figura 8.1 (Griffithis) O experimento de
pulso-caça demonstrou que o mRNA se
movimenta para o citoplasma. As células
são cultivadas brevemente em uracila
radioativa para marcar o RNA
recém-sintetizado (pulso). As células são
lavadas para remover a uracila radioativa
e em seguida são cultivadas em excesso de
uracila não radioativa (caça). Os pontos
vermelhos indicam a localização do RNA
que contém uracila radioativa ao longo do
tempo.
- Formado por uma ribose (contém
OH-C2’//DNA desoxiribose
H-C2’)
- Unifilamentar, + flexível
(variedade de formas moleculares
tridimensionais complexas)
[pareamento de bases
intramolecular, U=G.
- Arcabouço açúcar-fosfato,
produzidas nas posições 5’ e 3’ do
açúcar, com base ligada na posição
1’ em cada ribose.
- Ribonucleotídeos: A, G, C, U
(U=A; C≡G).
Figura 8.2 (Griffithis)
- U=G durante o dobramento do
RNA, mais fracas que U=A
(motivo de estruturas extensas e
complicadas, importantes nos
processos biológicos);
@mandavmed
Amanda Lima - Turma XXVII
- Catalisa reações biológicas
(ribozima);
Classes:
RNA mensageiro (mRNA): atuam como
intermediário de informação
DNA-proteína.
RNA funcional: não codifica informação
para produzir prot. (é o produto funcional
final). Contribuem para as diversas etapas
de transferência da info. DNA-Prot., no
processamento de outros RNA e dos níveis
de prot. da célula.
● RNA transportador/de
transferência (tRNA) transportam
AA até mRNA na tradução;*
● RNA ribossômico (rRNA)
componentes dos ribossomos,
responsáveis por grande % do
RNA da célula, estáveis, transcritos
em muitas cópias;*
● pequenos RNA nucleares
(snRNA) formam o spliceossomo,
processam o transcrito primário de
RNA;*
*sempre necessários, já que a síntese
proteica e o processamento de mRNA
ocorre durante todo o período de vida da
maior parte das células. Transcrição
constitutiva.(continuamente)
● microRNA (miRNA) regulam
quantidade de prot. produzidas por
muitos genes eucarióticos,
bloqueiam tradução de um mRNA,
regulação da expressão gênica;#
● pequenos RNA de interferência
(siRNA) + RNA de interação piwi
(piRNA) auxiliam na proteção da
integridade dos genomas de plantas e
de animais. Os primeiros inibem
produção de vírus e ambos previnem
transposição para outros loci
cromossômicos. (siRNA- plantas;
piRNA- animais)#
● RNA não codificadores longos
(lncRNA/ncRNA) codificados da
maior parte das regiões dos genomas
dos seres, alguns com papéis genéticos
clássicos (compensação da dose,
equilibra o nº de genes), maioria com
função desconhecida.#
# processados a partir de transcritos maiores
de modo intermitente, apenas quando
necessários para proteção do genoma e
regulação da expressão gênica.
● RNA pequeno citosólico partícula
PRS (6 prot. + 1 molécula de RNA),
poli peptídeo sinal;
● xistRNA inativa um cromossomo
sexual (corpúsculo de Barr);
● RNA telomerase recupera DNA
telomérico perdido durante as
divisões, presente em células que se
multiplicam muito (câncer);
● RNA pequeno nucleolar
processamento do rRNA
@mandavmed
Amanda Lima - Turma XXVII
Figura 14.2 Síntese de RNA. Observa-se a
RNA polimerase e uma “bolha” de DNA que
se desloca conforme suas cadeias vão se
separando em uma extremidade e juntando-se
na outra.
● Definir a transcrição e
descrever seu processo
(transcrito primário);
O RNA é produzido por meio da cópia da
sequência de nucleotídeos do DNA
(transcrição), logo é denominado
transcrito.
1º Separação local dos dois filamentos
do DNA (bolha de transcrição) - início
na extremidade 3’.
2º Formação de pares estáveis dos
ribonucleotídeos com bases do DNA -
atuação da RNA polimerase (liga-se ao
DNA e movimenta-se). Crescimento do
RNA 5’-3’, logo molde está 3’-5’.
FIGURA 8.3 os genes transcritos em
diferentes sentidos utilizam filamentos
opostos do DNA como moldes.
Figura 8.4 S = Açúcar.
3º Ao longo do movimento, a RNA
polimerase desenrola DNA à frente e
enrola novamente o transcrito.
● A sequência de nucleotídeos no
RNA deve ser a mesma do
filamento complementar do DNA
molde (substituindo T por U), logo
esse filamento é denominado
codificador.
RNA polimerase:
I - sintetiza o RNA 45S;
II- mRNA. miRNA e pnRNA;
III - RNA 5s, tRNA, pcRNA;
Procariotos:
Iniciação: RNA polimerase liga-se em um
promotor perto da extremidade 5’ do gene
(região reguladora 5’) = upstream do sítio
de iniciação (-, antes); downstream (+,
posterior). Primeira base transcrita +1.
- Holoenzima da RNA polimerase
(2 subunidades ∝ auxiliam na
montagem da enzima e interagem
com prot. reguladoras. β catálise,
β‘ se liga ao DNA, ω montagem da
enzima e expressão gênica, fator σ
posiciona enzima em -10 e -35 no
sítio de início e separação do DNA
em -10, depois dissocia-se) abre as
@mandavmed
Amanda Lima - Turma XXVII
fitas a partir da sequência
consenso (ATG), sítio de iniciação
fica upstream, logo há uma região
5’ não traduzida (5’UTR).
- Outros fatores σ reconhecem
diferentes sequências
promotoras. Portanto, por meio da
associação com diferentes fatores
σ, o mesmo cerne enzimático
consegue reconhecer diferentes
sequências de promotor e
transcrever diferentes conjuntos de
genes.
Figura 8.8
Alongamento:
Na bolha, a polimerase monitora a ligação
de um ribonucleosídio trifosfato livre à
próxima base exposta no molde de DNA e,
se houver complementariedade, adiciona-a
à cadeia. A energia para a adição de um
nucleotídio é derivada da divisão do
trifosfato de alta energia e da liberação de
difosfato inorgânico, de acordo com a
fórmula geral a seguir:
Figura 8.9
Término:
Cria região 3’ não traduzida (3’ UTR),
segue até reconhecimento de nucleotídeos
especiais de término da cadeia.
- Mecanismo intrínseco: direto, rico
em GC +estável, formam alças em
grampo, seguido por trecho de 8 U
(A no molde). RNA polimerase
busca esse elo fraco e retrocede até
encontrar a alça, liberando RNA e
a polimerase do DNA.
- Mecanismo rho-dependentes: sem
trecho U nem alças em grampo,
poucas G e muitas C + segmento
upstream sítio rut (onde hexâmero
rho se liga) pausa a polimerase
Figura 8.10
Eucariotos:
● São mais complexos por : mais
genes para serem transcritos e mais
DNA não codificador (genes
distantes, dificulta iniciação)
● Divisão entre 3 RNA polimerases
diferentes: I ( genes de rRNa -
@mandavmed
Amanda Lima - Turma XXVII
menos rRNA 5S); II genes de prot.
em que o transcrito final é o
mRNA e alguns snRNA; III
pequenos genes de RNA funcional
(tRNA, alguns snRNA e rRNA
5S).
● Necessitam de muitas prot. em um
promotor antes da RNA polimerase
II comece a sintetizar RNA
(fatores gerais de transcrição
GTF general transcription
factors).
● Núcleo, passa por transição e
processamento do RNA(antes
transcrito primário - depois
mRNA). 5’ começa a ser
processada enquanto 3’ ainda está
sendo formada. logo temos uma
RNA polimerase + complexa.
● A organização em cromatina pode
bloquear o acesso do RNA
polimerase ao molde de DNA.
(regulação da expressão genica)
Iniciação
Em vez do fator sigma há a GTF (atrai
cerna da RNA polimerase III, os GTF são
designados TFIIA, TFIIB e assim por
diante (em referência a transcription factor
of RNA polymerase II, fator de transcrição
da RNA polimerase II, em inglês).
6GTF + RNA polimerase III (12 ou +
subunidades proteicas)= complexo de
pré-iniciação (PIC: do inglês preinitiation
complex).
● complexo de RNA polimerase II
quimérico: conservação de
sequência de AA desde as
leveduras até os seres humanos,
totalmente funcional em leveduras.
● promotor TATA boxe (Upstream
-30pb) - sítio de ligação da proteína
TATA (TBP, do inglês,
TATA-binding protein) - parte do
complexo TFIID, atrai outros GRF
e o RNA polimerase II - forma o
PIC.
● RNA polimerase II se dissocia do
GRF, o qual continua para atrais
outras polimerases - sintetizamsimultaneamente transcritos de um
único gene.
Alongamento:
Ocorre após o desligamento da polimerase
do GTF ,que ocorre com fosforilação da
cauda da subunidade Beta pelo GTF
(domínio carboxi-terminal - CTD carboxy
terminal domain)
- Processamento é cotranscricional:
1. A adição de um revestimento
(cap) na 5’
- resíduo 7-metilguanosina
ligado ao transcrito por 3
grupos fosfato. (protege o
RNA da degradação,
necessário para a tradução
do mRNA)
2. A recomposição (splicing) para
eliminar íntrons
- splicing alternativo: diferentes
mRNAs, consequentemente
diferentes proteínas são produzidos
a partir do mesmo transcrito
primário. (+70% dos genes
humanos passam por isso)
3. A adição de uma cauda de
nucleotídeos A (poliadenilação)
em 3’.
- marcada por sequências
AAUAAA ou AUUAAA
(sinal de poliadenilação),
enzima as reconhece e corta
20 bases a diante, +
150-200 A (cauda poli(A)
@mandavmed
Amanda Lima - Turma XXVII
FIGURA 8.13 O processamento
cotranscricional do RNA é coordenado
pelo domínio carboxi-terminal (CTD) da
subunidade β da RNA polimerase II. A
fosforilação reversível dos aminoácidos de
CTD (indicada por P) cria sítios de
ligação para as diferentes enzimas de
processamento e os fatores necessários
para (A) revestimento, (B) recomposição,
(C) clivagem e polidenilação.
FIGura 8.12
FIGURA 8.11 A transcrição e a tradução
ocorrem no mesmo compartimento celular
em procariotos, mas em compartimentos
diferentes nos eucariotos. Além disso,
contrariamente aos transcritos de RNA
procarióticos, os transcritos eucarióticos
são submetidos a um extensivo
processamento antes que possam ser
traduzidos em proteínas.
@mandavmed
Amanda Lima - Turma XXVII
● Descrever o
processamento do
RNA.
Conjunto de modificações por que passam
os transcritos primários para
transformarem-se em RNA funcionais.
FIG. 15.1
Adição do cap:
1. Enzima incorpora GTP ao
nucleosídeo trifosfato da
extremidade 5’, diferente da reação
da polimerase II pois: 5´-5’.
ligação trifosfato e não fosfodiéster
(1P do GTP e outros 2 pelo
nucleosídeo do mRNA), C5’ de
uma pentose ao C5’ de outra, e não
C5’-C3’.
2. Metiltransferase tira dois grupos
metil da S-adenosilmetionina e
transfere ao mRNA (1 guanina -
7-metilguanosina - e outro ao
segundo nucleotídeo do mRNA pós
entrada da guanosina.)
3. Incorporação cotranscricional,
evita degradação e conecta mRNA
ao ribossomo.
figura 15.2
poliadenilação:
RNA polimerase II reconhece sinal de
poliadenilação (AAUAAA). Os fatores
recebem os nomes de CPSF (de cleavage
and polyadenylation specificity factor),
CSTF (de cleavage stimulation factor),
CFI e CFII (de cleavage factor). Um deles
corta o mRNA 20 nucleotideos após o
sinal, desligando do DNA (degradado
rapidamente por fosfatases), poli A
polimerase une as 250 adeninas à sua
extremidade 3′, uma por vez.
● Necessária a presença do CPSF e
de outro fator o PABII (de poli
A-binding protein).
● não necessita de molde no DNA;
● protege 3’ da degradação e ajuda
saída do mRNA do núcleo;
● não ocorre no mRNA das histonas,
e sim a formação de uma alça (U7 -
pnRNP).
figura 15.6
Recentemente, foram descobertos íntrons
que são eliminados de modo semelhante,
mas por meio de outras pnRNP (com
exceção da U5, que também participa).
Esses íntrons não têm o segmento rico em
pirimidinas e, nas suas extremidades 5′ e
3′, congregam os dinucleotídios AU e AC,
em vez dos GU e AC dos íntrons
convencionais.
As pnRNP que substituem as U1, U2, U4 e
U6 são denominadas U11, U12, U4atac e
U6atac, respectivamente (o subíndice atac
@mandavmed
Amanda Lima - Turma XXVII
refere-se aos dinucleotídios AT e AC no
DNA, que correspondem aos
dinucleotídios AU e AC no RNA).
Uma das doenças autoimunes que afeta
o homem – o lúpus eritematoso – é
causada pela produção de diversos
anticorpos contra várias proteínas das
pnRNP do spliceossoma.
@mandavmed