Transcrição e processamento do RNA

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-------DOGMA CENTRAL DA BIOLOGIA MOLECULAR------
➔ Fluxo da transferência da informação genética
➔ A informação que está dentro da molécula de DNA é
sintetizada e formar um RNAm através do processo de
transcrição
➔ O RNA é o responsável por carregar a informação para o
processo de tradução (síntese proteica)
-----------TRANSCRIÇÃO DO DNA PARA RNA-------------
Expressão gênica procariótica
➔ Constituição do gene
- região codificante - informação que será transcrita e
traduzida em proteína.
- região promotora - necessária para que a DNA
polimerase reconheça que logo a frente há uma
região codificante para uma sequência proteica.
➔ Transcrição - Realizada a partir de um molde de DNA
gerando um RNA mensageiro
➔ Tradução - O RNAm é utilizado com molde para a síntese
da proteína
➔ Os processos de transcrição e tradução ocorrem de
forma simultânea por falta de compartimentalização
➔ Raramente há a presença de íntrons
➔ Pode ser multigênica - possuir região codificadora para
mais de uma proteína
Expressão gênica eucariótica
➔ Constituição do gene
- Região promotora - regulação da transcrição
- Região codificante - intercalada em íntrons
➔ Os processos de transcrição e tradução não podem
ocorrer de forma simultânea visto que a transcrição é
restrita por estar no núcleo celular
➔ O RNAm sofrerá modificações que vão estruturar essa
molécula para o seu transporte pelo citoplasma
➔ A tradução só irá ocorrer no citoplasma celular
➔ É monogênica - Possui região codificadora para apenas
uma proteína
---------------TIPOS DE MOLÉCULA DE RNA----------------
RNA mensageiro - Carregar a informação genética
codificante para síntese proteica
RNA ribossomal - Constituem o ribossomos juntamente
com as proteínas ribossomais
RNA transportador - Participam do processo de tradução,
transportam os aminoácidos para o ribossomo a fim de
promover junto ao processo de tradução a síntese de
proteínas
Pequenos RNA nucleares - Constituintes do
spliceossomo
MicroRNA - possuem uma função na regulação da expressão
gênica
-----CARACTERÍSTICAS GERAIS DA SÍNTESE DE RNA----
➔ Transcrição ocorre por mecanismo similar a síntese de
DNA, exceto:
- Precursores são trifosfatos de ribonucleotídeos
- Apenas filamento de DNA é utilizado como molde
- Cadeias de RNA podem ser sintetizadas de novo
➔ Os genes estão distribuídos dentro do duplo filamento de
RNA.
➔ A distribuição não acontece em um único filamento.
➔ A direção de síntese química para uma molécula de RNA
é 5’ 3’.
➔ No DNA uma das fitas vai ser usada como
filamento-molde e a outra como filamento codificante.
➔ Filamento-molde - A RNA polimerase vai fazer o
pareamento específico com esse molde para a síntese do
filamento de RNA.
➔ filamento complementar - É onde está a informação
genética que é necessária estar no RNAm para a
tradução.
➔ A sequência de RNA é complementar e anti-paralela
(sentidos químicos diferentes) a fita molde.
ETAPAS DO PROCESSO DE TRANSCRIÇÃO DO DNA
PARA RNA
➔ RNA polimerase é responsável por:
- Abrir a cadeia
- Desfazer as pontes de hidrogênio
- Síntese da nova cadeia, sem a necessidade de
primers
- Enrolamento ou renaturação da cadeia
1. Com a iniciação da cadeia de RNA, a RNA polimerase
segue sintetizando o filamento de RNA crescente
2. A síntese ocorrer vai até encontrar uma informação
contida na sequência gênica que irá indicar que ali há
uma informação de término.
➔ Sentido da transcrição - 5’ 3’
➔ A transcrição de dois genes é feita em sentidos opostos
------------------------PROCARIOTOS-----------------------
Região promotora
➔ A região promotora é aquela que antecede a região a ser
transcrita
➔ Todos os nucleotídeos que antecedem o primeiro
nucleotídeo a ser transcrito são negativos
Tata Box - TAT AAT
➔ Sequência conservada - os nucleotídeos se repetem em
cada região promotora dos organismos.
➔ É responsável por sinalizar onde está o início da
transcrição para a DNA polimerase.
➔ Está localizada a uma distância de 10 nucleotídeos para
trás em relação ao primeiro nucleotídeo a ser transcrito
portanto é -10.
➔ Outra sequência importante é a -35 que também é
conservada e junto a tata box vai sinalizar o início da
transcrição
Reconhecimento das sequências
➔ A DNA polimerase é constituída por diversas
subunidades
- 2 alfas
- 1 beta
- 1 beta’
- 1 fator sigma - quando encontra a região promotora
é liberado ativando a DNA polimerase promovendo
então a abertura da cadeia dupla-fita
Alongamento da cadeia
1. com o início da síntese da cadeia de RNA a RNA
polimerase vai se deslocar promovendo a
deselicoidização da cadeia
2. Ao mesmo tempo em de ocorre a deselicoidização ocorre
também a reelicoidização
Término da cadeia
1. A forma mais comum é a formação de uma alça em
grampo que freia a RNA polimerase
2. A alça em grampo é formada por 2 sequência de
repetição invertida que forma uma estrutura de
pareamento entre elas
3. Presença de uma sequência de complementaridades
formada por 6 adeninas formando uma região estável
visto que apresentam apenas duas ligações de
hidrogênio
------------------------EUCARIOTOS-------------------------
➔ Maior nível de complexidade
➔ Fatores de transcrição - TF ́s (proteínas)
- identificam a região promotora dos genes
- trazem a RNA polimerase para a região promotora
➔ Síntese de RNA no núcleo
➔ Transcritos gênicos sofrem modificações ainda no
núcleo antes de seu transporte para o citoplasma
➔ Transporte do RNA do núcleo para ser traduzido no
citoplasma
➔ Geralmente, região codificante para um único gene
(monogênico)
➔ 3 RNA polimerases diferentes – específica para classe
de genes
-------------TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS--------------
➔ Éxons - regiões codificantes
➔ Íntrons - podem estar presentes entre as regiões
codificantes
➔ Modificações que os RNA sofrem para que ocorra a
sinalização de seu transporte para o núcleo celular
Processo
1. O pré-mRNA é sintetizado via transcrição
2. Primeira modificação - Inserção de um nucleotídeo
modificado com um resíduo de guanina, ele é liga seu
grupamento fosfato o grupamento fosfato do primeiro
nucleotídeo
3. Ocorre um alongamento da cadeia até ela encontrar uma
informação de término para que a cadeia seja quebrada
4. Com a quebra da cadeia é adicionado uma cauda de poli
adenina de 190-200 adeninas na porção 3’
5. Ocorre o processo de excisão do íntron pela atividade do
spliceossomo promovendo a união dos dois éxons
6. Com a união dos éxons o mRNA se torna maduro e
pronto para o seu transporte até o núcleo e ser traduzido
em uma proteína
Região promotora
➔ TATA box e CAAT box são as regiões conservadas
essenciais para as regiões promotoras.
➔ Podem ter outras regiões conservadas, o que dirá o quão
mais facilmente os promotores serão reconhecidos
Fatores de transcrição
➔ São pequenas proteínas com a função de identificar o
TATA box e o CAAT box.
➔ vão trazer para junto da região promotora as
subunidades das polimerases fazendo a montagem da
RNA polimerase e posicionando a partir do nucleotídeo
+1.
➔ O alongamento ocorre da mesma forma como os
procariotos
- leitura do molde de RNA
- inserção de nucleotídeos específicos pela RNA
polimerase
- ligação fosfodiéster entre os nucleotídeos
- encontro de uma informação de término (AAUAA)
que é identificado pela enzima endonuclease
- Adição da cauda de poli adenina
Processo completo
➔ Cadeia de RNA com 30 nt é modificada pela adição do
CAP 5’ a partir da 7 metil guanosina
➔ Estabilidade ao mRNA
➔ Reconhecido por fatores de iniciação de tradução
-----------SPLICING - REMOÇÃO DOS ÍNTRONS-----------
➔ Ocorre nos eucariotos
➔ Spliceossomo
- (snRNA + proteínas)
- tem a função de reconhecer as junções entre exons e
introns, para a promoção da excisão dos íntrons
➔ Precisão na remoção dos íntrons
➔ Sequências conservadas relacionadas à remoção de
íntrons
➔ Início dos íntrons - GU
➔ Fim dos íntrons - AG
➔ Ponto de ramificação - A, responsável por segurar a
sequência do intron a ser removida pelo spliceossomo
-------------------SPLICING ALTERNATIVO------------------
➔ Formas alternativasde realizar a composição de um
determinado pré-mRNA, de forma que com apenas um
pré-mRNA possa ser realizada a síntese de uma família
de proteínas
➔ Proteínas que diferem entre si de acordo com sua
localização ou função mas que são produzidas a partir
uma mesma região codificante