TRANSCRIÇÃO_PROCARIOTOS

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TRANSCRIÇÃO
SÍNTESE DO RNA EM PROCARIOTOS
RNA Polimerases – Procariotos
Entre as RNAPs com subunidades múltiplas
A Bacteriana é a mais simples
Composta por cinco proteínas - complexo central das bacRNAPs: 
CORE
Duas subunidades que formam o sítio ativo do complexo 
subunidades Beta e Beta’
Homodímero alfa I e II
Uma subunidade ômega que estabiliza o complexo 
Essas cinco proteínas:
Suficientes para síntese RNA a partir de um molde de DNA 
na presença dos ribonucleotídeos (ATP, UTP, CTP e GTP)
e em condições apropriadas de íons e pH
RNA Polimerases – Procariotos
Complexo central da bacRNAP não apresenta uma característica 
fundamental: 
A Capacidade de reconhecer o promotor e iniciar a transcrição
Início da síntese de RNA em bactérias
Necessário que outra proteína: o fator sigma – seja adicionado ao 
complexo
Esse complexo plenamente funcional é denominado holoenzima
RNA Polimerases – Procariotos
Outras Proteínas Importantes 
Topoisomerase
Evitar superenrolamento
Em procariotos e eucariotos
Fatores de transcrição 
Fatores basais de transcrição:
São Proteínas necessárias para iniciar a transcrição
E que não fazem parte das RNAPs
Na ausência dos fatores basais o complexo RNAP não pode iniciar a
transcrição a partir de um promotor
Fatores de transcrição 
Fatores basais de transcrição:
Enquadra-se o fator sigma nas bacRNAPs, por exemplo
(PICs - preinitiation complex)
Fator Sigma pertence ao complexo de pré-iniciação
Fatores de transcrição
A proteína TBP (TATA-binding protein)
Participa da transcrição das classes de genes em eucariotos
Chamada de fator universal de transcrição
Estudando os Promotores 
As sequências específicas na molécula de DNA
Determinam:
Local de formação dos complexos de iniciação da Transcrição
Primeiro nucleotídeo da sequência do DNA, copiado no RNA, é 
denominado sítio de início da transcrição e demarcado como +1 (IT) 
na molécula de DNA
Estudando os Promotores 
Desoxirribonucleotídeos localizados:
Antes do sítio de início da transcrição recebem sinal negativo e 
números crescentes 
a montante ou upstream
Desoxirribonucleotídeos:
Após o sítio +1 
Recebem números crescentes positivos 
a jusante ou downtream
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIONTES
Promotores 
Bactérias em geral:
Região –10 recebe, também, as denominações TATA box ou 
Pribnow box
As regiões –10 e –35 definem os promotores de E. coli
Promotores
Promotor  Seqüência de DNA na qual a RNA Poli se liga para 
iniciar a transcrição
Seqüências - compreendem 6 nucleotídeos 
localizadas aproximadamente a 10 e 35 nucleotídeos
antes do local de início da transcrição
-10 e -35 -posição relativa ao ponto de iniciação da transcrição
Definida  +1
Sequências nestas posições - similaridade suficiente alta para
estabelecer sequência consenso
Estudo das ETAPAS DA TRANSCRIÇÃO EM PROCARIOTOS
Iniciação em Procariotos
Unidade de transcrição
Uma unidade de transcrição é um segmento de DNA que codifica uma 
molécula de RNA
TRANSCRIÇÃO em Procariotos
Na RNA polimerase bacteriana, o cerne da enzima é composto por
cinco subunidades: duas cópias de alfa (α), uma única cópia de beta
(β), uma única cópia de beta prime (β′) e uma única cópia de ômega
(ω). O cerne da enzima catalisa o prolongamento da molécula de RNA
pela adição de nucleotídios de RNA. O fator sigma (σ) se une ao cerne
da enzima para formar a holoenzima, que é capaz de se ligar a um
promotor e iniciar a transcrição
Transcrição em Procariotos
Etapas:
Iniciação: na qual o aparato da transcrição se encaixa no promotor e 
inicia a síntese de RNA
Alongamento: no qual o DNA é inserido na RNA polimerase;
a polimerase abre o DNA e adiciona novos nucleotídios à extremidade 
3′ da fita de RNA crescente
Término: a identificação da extremidade da unidade de transcrição e 
a separação da molécula de RNA do molde de DNA.
Transcrição em Procariotos
Iniciação 
A iniciação abrange todas as etapas necessárias para começar a 
síntese do RNA
(1) identificação do promotor
(2) formação da bolha de transcrição
(3) criação das primeiras ligações entre rNTPs
(4) saída do aparato de transcrição do promotor
Transcrição em Procariotos
Nos promotores bacterianos, as sequências consenso estão upstream 
(A MONTANTE) do sítio de início, aproximadamente nas posições −10 
e −35.
Transcrição em Procariotos
Como a extremidade 5′ do primeiro trifosfato de ribonucleosídio não 
participa da formação de uma ligação fosfodiéster, todos os três 
grupos fosfatos são preservados. 
Uma molécula de RNA, portanto, tem pelo menos inicialmente, três 
grupos fosfatos na sua extremidade 5′ 
Transcrição em Procariotos
Durante o início da transcrição
RNA polimerase gera e libera repetidamente transcrições curtas
de 2 a 6 nucleotídeos de comprimento
Enquanto ainda está presa ao promotor
Esse processo, chamado início abortivo, ocorre tanto nos procariotos 
quanto nos eucariotos
Após a polimerase sintetiza uma molécula de RNA com 9 a 12 
nucleotídios de comprimento
Ocorre a transição da RNA polimerase para o estágio de alongamento
Papel 
(sigma)
Direcionar
Polimerase
 promotores
Pela ligação
-35 e –10
Conduz a
Iniciação da
Transcrição 
 Começo do 
gene
Transcrição em Procariotos – Alongamento
Após a iniciação da transcrição
RNA polimerase não é mais capaz de se ligar a sequências consenso 
no promotor
Essa mudança torna possível que a polimerase saia do promotor e 
comece a transcrição 
a frente do promotor = A jusante ou downstream 
(rio abaixo- favor da corrente)
A subunidade sigma é liberada após o início
Transcrição em Procariotos – Alongamento
À medida que RNAP se move downstream ao longo do molde
RNA polimerase denatura o DNA da bolha de transcrição
Unindo nucleotídeos à molécula de RNA de acordo com a sequência 
molde
E anela o DNA novamente
Cerca de 40 nucleotídios por segundo são adicionados nas células 
bacterianas a 37°C
Processo de transcrição
RNA Polimerase - desnatura ~15pb do DNA ao redor do sítio 
de iniciação e o renatura após sua passagem
Transcrição em Procariotos - alongamento
Bolha de transcrição
A transcrição ocorre dentro de um curto segmento de 15 
nucleotídios de DNA denaturado – bolha de transcrição
Dentro dessa região, o RNA é sintetizado de forma contínua
DNA de fita simples usado como molde
À medida que o aparato de transcrição passa pelo o molde de DNA
Gera um superenrolamento:
à frente da bolha de transcrição e atrás dela
Enzimas topoisomerases aliviam a tensão associada ao
desenrolamento e enrolamento do DNA na transcrição, como fazem
na replicação do DNA
Transcrição em Procariotos - Pausa transcricional
Várias características do RNA ou do DNA, como estruturas 
secundárias, sequências específicas:
Fazem com que a RNA polimerase pause o estágio de alongamento 
da transcrição
Nas pausas ocorre recuo: quando a RNA polimerase desliza para 
trás ao longo da fita molde de DNA
O recuo libera o grupo 3′-OH da molécula de RNA do sítio ativo da 
RNA polimerase e paralisa temporariamente a síntese de RNA
Transcrição em Procariotos - Pausa transcricional
Nas células bacterianas, a tradução do mRNA pelos ribossomos
quase acompanha a transcrição e os ribossomos movendo-se ao
longo do mRNA no sentido 5′ → 3′ também evitam o recuo da RNA
polimerase na extremidade 3′ do mRNA
Pausas temporárias na transcrição são importantes na
coordenação da transcrição e da tradução nas bactérias, assim
como na coordenação do processamento do RNA nos eucariotos
Transcrição em Procariotos - Término
A RNA polimerase adiciona nucleotídios à extremidade 3′ da 
molécula de RNA crescente 
Até a RNAP transcrever um terminador
Maioria dos terminadores:
Encontrada upstream do sítio onde o término realmente ocorre
A transcrição não para subitamente quando a polimerase alcança o 
terminador
RNAp – irá parar após o terminador ser transcrito
Transcrição em Procariotos - Término
Eventos para finalizar a transcrição:
RNA polimerase precisaparar de sintetizar RNA
Molécula de RNA tem de ser liberada da RNA polimerase
Molécula de RNA recém-sintetizada precisa se dissociar 
completamente do DNA
RNA polimerase precisa se soltar do molde de DNA
Transcrição em Procariotos - Término
Células bacterianas apresentam 2 tipos principais de terminadores
Terminadores dependentes de Rho 
Término da transcrição na presença de uma proteína auxiliar 
chamada de fator Rho
Terminadores independentes de Rho 
Também conhecidos como terminadores intrínsecos
Término da transcrição na ausência de Rho
Transcrição em Procariotos - Término
Terminadores dependentes de Rho - 2 características
Primeira:
Terminador propriamente dito
Composto por sequências de DNA que fazem com que a RNA 
polimerase pause
Segunda:
uma sequência de DNA que codifica um segmento de RNA 
upstream do terminador
Normalmente rico em nucleotídios citosina 
Sequência é chamada de sítio de utilização de Rho (rut)
Serve como sítio de ligação para a proteína Rho
Transcrição em Procariotos – Término dependente de Rho
Uma vez que Rho esteja ligado ao RNA
Rho se move para a extremidade 3′, seguindo a RNA polimerase 
Quando a RNA polimerase encontra o terminador, ela faz uma 
pausa, tornando possível que seja alcançado por Rho
Proteína Rho tem atividade helicase
Empregada para abrir o híbrido RNA-DNA na bolha de transcrição 
encerrando a transcrição
Transcrição em Procariotos – Término – independente de Rho
Transcrição em Procariotos - Término
Transcrição em Procariotos – Término independente de Rho
Transcrição de genes