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EXPRESSÃO GÊNICA

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EXPRESSÃO GÊNICA
Conversão da informação genética armazenada na sequência de bases do DNA, através do código genético, na sequência de aminoácidos do polipeptídeo codificado.
TRANSCRIÇÃO
“Processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir da informação contida na sequência de nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla”.
Características
• Realizada no núcleo da célula 
• Depois de prontos os RNAs são enviados para o citoplasma 
• São transcritas apenas sequências (fragmentos) do DNA 
• Objetivos: formar RNAs que servirão como molde para síntese de proteínas.
• Enzimas envolvidas: RNA polimerases 
• Funções desempenhadas: 
a. Reconhecem sequências específicas 
b. Desnaturação do DNA 
c. Manutenção da estabilidade do DNA/RNA 
d. Renaturação do DNA 
e. Terminam a síntese do RNA
Não necessitam de primer...
Conceitos Básicos
• Região promotora: Sequências consenso na região promotora 5’ (TATA Box, inciador ou CpG). Sinalizam aonde a síntese de RNA deve ser iniciada. 
• Fatores de transcrição: Proteínas auxiliares que reconhecem as regiões promotoras dos genes. Ligam-se em regiões reguladoras e participam do recrutamento da RNA polimerase. Podem ser TFs basais (gerais) ou TFs tecido-específicos. 
• Sítio de início: o primeiro nucleotídeo transcrito da sequência de DNA.
OBS: Exemplo de TF tecido-específico: A insulina só é produzida pelas células beta do pâncreas, mesmo tendo os genes em todas as células, isso porque o TF para essa transcrição é tecido-específico.
 
Etapas da Transcrição
- Início: Reconhecimento do sítio promotor por uma RNA polimerase.
- Alongamento: RNA polimerase desliza pela molécula de DNA, sintetizando o RNA.
- Término: RNA polimerase reconhece a sequência de término e se desliga do DNA.
Regulação da Transcrição
- Proteínas reguladoras:
Proteínas regulatórias ligam-se nas regiões de controle gênico em resposta a hormônios e a condições nutricionais e ambientais.
- Proteínas ativadoras de genes: Ativadores promovem associação da RNA polimerase com fatores de transcrição modificam estrutura local da cromatina atuam sinergicamente
- Proteínas repressoras de genes: ligação do repressor no operador impede que a RNA polimerase se ligue ao DNA -> não há transcrição.
Possuem vários domínios de ligação ao DNA:
	- Hélice-volta-Hélice
	- Zíper de Leucina
	- Dedo de Zinco
- Sequências regulatórias 
Podem estar distantes do gene 
Elementos de resposta a moléculas sinalizadoras 
Enhancers, isoladores
OBS: Transcrição alternativa - uso de promotores diferentes para gerar diferentes isoformas de um mesmo gene OU uso de diferentes módulos de leitura em genes dentro de genes.
PROCESSAMENTO
	O processamento é o processo em que ocorrem modificações no pré-RNA (transcrito primário) a fim de formar um RNA maduro. 
	O processamento ocorre em todos os tipos de RNA, porém, o mais importante para o nosso estudo é o processamento do RNAm.
Processamento de RNAt e RNAr
• Remoção de íntrons e mudança conformacional 
• Atingem o citoplasma.
Processamento de RNAm em eucariotos
 
Antes do RNA ser traduzido para síntese de proteína: 
• Duas extremidades da molécula de RNA são modificadas 
- 5’: adição de um CAP (7-metilguanosina), molécula que protege o RNA das exonucleases (enzimas que degradam ácido nucleico) e que facilita a ligação do RNA ao ribossomo. 
- 3’: adição da cauda poli-A, a qual dá estabilidade ao RNAm. 
• Introns são removidos (RNA splicing)
	- Spliceossomo: junção de RNAs pequenos com proteínas (5 RNAs nucleares pequenos + 150 proteínas livres ou complexadas aos RNAs). Retiram todos os íntrons e até alguns éxons (esse último ocorrendo no splicing alternativo).
- Íntrons: parte do transcrito primário (pré-mRNA) que não é incluída na forma madura do RNA (ncRNA) 
- Éxons: porção do transcrito primário que está presente no DNA e é mantida no RNA após o processamento
OBS: Splicing alternativo
Explica porque de uma estrutura gênica pode ser traduzida mais de uma proteína.
EX: gene da calcitocina.
• mRNA resultante é transportado do núcleo ao citoplasma.
TRADUÇÃO
Processo pelo qual o RNA maduro é lido ou compreendido pelo maquinário ribossômico e pelos tRNAs, a fim de iniciar a síntese proteica.
No citoplasma, o ribossomo se prende ao RNAm e o lê de três em três nucleotídeos (cada trinca informa um tipo de aminoácido que deve ser trazido para o ribossomo; a trinca é chamada de códon).
O RNAt traz o códon complementar ao códon do RNAm, trazendo junto de si o aminoácido (o códon complementar é chamado anticódon).
Quando o códon se encaixa com o anticódon, o RNAt deixa o aminoácido no ribossomo.
Dentro do ribossomo, os aminoácidos se ligam através de ligações peptídicas.
A tradução termina quando o ribossomo encontra o códon de terminação (UAG, UAA ou UGA).
OBS1: Ativação do RNAt
- A Aminoacil-RNAt-sintetase estabiliza a formação do RNAt, reconhecendo o aminoácido a ser ligado a cada RNAt. Existem 61 dessas enzimas, sendo uma para cada códon (exceto os códons de término, os quais não carregam nenhum aminoácido, portanto, não precisam de uma enzima).
- O Aminoacil-RNAt é um RNA com um aminoácido covalente ligado a sua terminação 3’. 
OBS2: Ribossomos
- Formados por 2 subunidades: 60S ou 50S (maior) e 40S ou 30S (menor) 
- Subunidades inicialmente dispersas no citoplasma. 
- Dentro da estrutura do ribossomo é possível comportar dois códons, devido aos dois sítios distintos (A e P).
- Sítio A (aminoacil): Lado no qual os tRNAs se ligam primeiro, de acordo com a complementaridade do códon contido na fita de mRNA. 
- Sítio P (peptidil): Local no qual a proteína vai sendo formada.
Etapas da tradução
- Iniciação: 
Há a ligação dos fatores de iniciação a regiões específicas do mRNA e à subunidade menor do ribossomo. Depois, a partir do reconhecimento do CAP 5’ pelo ribossomo, o RNAt com o aminoácido metionina associa-se à porção menor no ribossomo, no sítio P.
O RNAt e o ribossomo passam a percorrer a molécula de RNAm até encontrar o códon de iniciação (AUG, que corresponde à metionina). Por fim, após encontrar o códon de iniciação, os fatores de iniciação se desligam, favorecendo a ligação da subunidade maior à menor.
- Alongamento: 
Um RNAt de aminoácido que corresponde ao códon seguinte do RNAm se encaixa no sítio A do ribossomo. Estabelece-se uma ligação peptídica entre os dois aminoácidos, e o RNAt da metionina solta-se. O ribossomo desloca-se, e outro RNAt se encaixa no sítio A, sucessivamente.
- Terminação:
Essa sequência de eventos ocorre até que o ribossomo encontra um dos três códons de terminação: UAG, UAA ou UGA. Quando isso acontece, os fatores de término (proteínas) reconhecem os códons de término e possibilitam a liberação da proteína no citoplasma e dissociação dos RNAs.
Modificações Pós-Traducionais (processamento)
Nesta etapa a proteína formada é liberada para o RER onde adquire estruturas. Ex: Lipoproteínas, Glicoproteínas.
A modificação da proteína pode se dar por:
• Formação de ligações dissulfeto/dobramento 
• Clivagem da cadeia 
• Fosforilação 
• Glicosilação 
• Metilação/Acetilação 
• Adição de âncoras lipídicas
Código Genético
“Regras pelas quais as sequências de nucleotídeos de um gene, por meio do RNAm, são traduzidas para uma sequência de aminoácidos de uma proteína.”
- Completamente decifrado em 1966 
- Todos os aminoácidos nas proteínas são codificados por uma combinação de três bases de DNA, formando um triplex chamado códon.
- O código genético é considerado redundante (ou degenerado), pois um aminoácido pode ser codificado por mais de um códon. (Há 64 códons e apenas 20 aminoácidos).
- O código genético é considerado não-ambíguo pois cada códon designa um único aminoácido.
- O código genético é quase universal: mitocôndrias apresentam algumas diferenças.

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