Aula 2

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Universidade Federal de Uberlândia 
Instituto de Genética e Bioquímica 
Profa. Msc. Bruna Barbosa de Sousa 
TRANSCRIÇÃO 
Funções do material genético 
Transferir as informações genéticas para os descendentes e coordenar a síntese de proteínas e 
enzimas determinando as características dos indivíduos. 
Expressão gênica 
A grande maioria 
das estruturas em 
uma célula ou é ou 
foi feita de 
proteínas. 
ETAPAS PARA EXPRESSÃO DE UM GENE: 
1- Transcrição 
2- Processamento do pré-mRNA 
3- Tradução 
4- Produto final: proteína 
Intermediário na síntese proteica 
1- Transcrição em procariotos 
2- Transcrição em eucariotos 
3- Processamento do transcrito primário 
CONTEÚDO
Estrutura do RNA 
Cadeia simples de ribonucleotídeos 
- Fita simples; 
- Ribonucleotídeos ligados por ligação fosfodiéster; 
- Orientação: 5’  3’ 
- Ribonucleotídeos são adicionados na extremidade 3’OH 
 
C 
Tipos de RNA 
mRNA – transfere as informações do DNA para os 
ribossomos (citoplasma), onde será traduzido. 
 
tRNA – leva os aminoácidos até os ribossomos. 
 
rRNA – parte funcional e estrutural do ribossomo. 
 
snRNA – núcleo de células eucariotas (splicing). 
 
Replicação 
 
Transcrição 
 
Tradução 
 - Síntese de uma molécula de RNA à partir de uma molécula de DNA 
(cadeia de DNA fornece informação para síntese da cadeia de RNA) 
TRANSCRIÇÃO
Ocorre no núcleo 
Propriedades da transcrição 
Complementaridade - DNA e RNA são complementares (híbrido DNA-RNA). 
 
 
A T 
G C 
C G 
U A 
 
Assimetria - a transcrição ocorre em apenas um filamento de DNA. 
DNA RNA 
Única enzima responsável: RNA polimerase 
- Reconhece e liga-se a sequências específicas do 
DNA; 
- Desnatura o DNA expondo a sequência de 
nucleotídeos a ser copiada; 
- Mantem as fitas separadas na região da síntese; 
- Sintetiza RNA; 
- Crescimento da cadeia do RNA: 5’  3’; 
- Não precisa de um primer; 
- Renatura o DNA após a síntese. 
Transcrição pela RNA polimerase 
• Ribonucleotídeos trifosfatos são 
adicionados  liberação de 
pirofosfato (energia); 
 
• Ligação fosfodiéster; 
 
• Adiciona na extremidade 3’OH (5’ 
 3’); 
 
• Híbrido DNA/RNA são 
antiparalelos. 
Transcrição pela RNA polimerase 
Filamento molde (não-codificante) (3’  5’): complementar ao RNA 
Filamento não-molde (codificante) (5’  3’): tem a mesma sequência que RNA (com U substituindo T) 
Híbrido DNA/RNA são antiparalelos 
Transcrição pela RNA polimerase 
Transcrição em procariotos 
(mRNA)
RNA polimerase: 
• Único tipo; 
Realiza a 
polimerização 
Reconhecimento dos 
sinais de iniciação de 
transcrição no DNA 
• A transcrição não é um processo contínuo, como a replicação. 
• RNA polimerase: reconhece sequências de iniciação e terminação e também a fita correta que deve ser transcrita. 
Promotor 
(fator sigma) 
Sequência terminadora 
RNA polimerase de procariotos 
Transcrição em procariotos 
Transcreve apenas genes cujos produtos são 
necessários para a célula naquele momento. 
ESTRUTURA GERAL DE UM GENE 
Promotor: sequência específica do DNA reconhecida pela RNA polimerase (início da transcrição). 
 
Região transcrita: região do DNA que serve de molde para a síntese do mRNA. 
 
Finalizador: sequência específicas do DNA que sinalizam o produto da RNA polimerase. 
FITA NÃO-MOLDE: 
Transcrição em procariotos 
INÍCIO 
Reconhecimento de sequências específicas no DNA 
 
 
ALONGAMENTO 
Incorporação dos ribonucleotídeos 
 
 
TERMINAÇÃO 
Sequências no DNA são reconhecidas e a 
transcrição é interrompida 
Transcrição em procariotos 
Regiões do DNA no início dos genes com sinais que permitem a RNA polimerase se ligar e iniciar a transcrição. 
INÍCIO - Promotor 
Região promotora: sítio de ligação da RNA polimerase; 
Unidade transcricional: sequência transcrita em mRNA. 
Marcam o início da transcrição  sequências consenso -10, -35 e elementos UP (-50). 
Sequência -10 ou caixa de Pribnow: consenso TATAAT (desnaturação) 
Sequência -35: consenso TTGTCA 
Elemento upstream (-50): rico em A e T 
Mutações diminuem a eficiência do promotor e a taxa de transcrição do gene 
Transcrição em procariotos 
RNA polimerase 
FITA NÃO-MOLDE: 
PROMOTOR: 
Transcrição em procariotos 
Próximo da sequência consenso Taxa de transcrição 
PROMOTOR 
Transcrição em procariotos 
Transcrição de 5 – 10 bases 
Bolha de transcrição 
Início da transcrição 
Início da transcrição 
 
Transcrição em procariotos 
ALONGAMENTO Transcrição em procariotos 
Ligação fosfodiéster 
(5’  3’) 
1. Abertura da bolha de transcrição no DNA dupla fita 
2. Ribonucleotídeos são adicionados a partir de um sítio 
específico (iniciação) 
3. Bolha de transcrição tem 10 a 12 nucleotídeos de cada vez 
4. Formação de ligações fosfodiéster unindo os 
ribonucleotídeos do mRNA 
Alongamento da transcrição 
TÉRMINO - Terminadores 
Reconhecimento da sequência terminadora: 
liberação do mRNA e da RNA polimerase. 
 
 Rho-independente 
 Rho-dependente  ausência de rho 
provoca leitura ininterrupta (read-through) 
 
Cauda 3’ poli-U 
(independente de rô) 
Transcrição em procariotos 
Terminadores rho-independentes: os pares de base U-A (RNA-DNA) se desnaturam espontaneamente, liberando o mRNA e 
a RNA polimerase. 
 
 
 
 
Terminadores rho-dependentes: a proteína rho (helicase dependente de ATP) se liga a um sítio específico no mRNA (rut), 
translocando ao longo do mRNA, e liberado o mRNA e a polimerase. 
 
 
 
 
Transcrição em procariotos 
Terminadores rho-dependentes Transcrição em procariotos 
A RNA polimerase transcreve o DNA. 
 
Rho se liga ao sítio de reconhecimento do 
RNA. 
 
Rho se move ao longo do RNA, seguindo a 
RNA polimerase. 
 
A RNA polimerase faz uma pausa no 
terminador e é alcançada por Rho. 
 
Rho desenrola o híbrido DNA-RNA na 
bolha de transcrição. 
 
Terminação: a RNA polimerase, Rho e o 
RNA são liberados. 
Estrutura do gene de um procarioto 
Transcrição em procariotos 
Promotor Região transcrita Terminador 
3’ 5’ 
Estrutura do DNA de um procarioto 
Promotor Terminador 
Transcrição em procariotos 
Ausência de íntrons 
3’ 5’ 
Região transcrita 
Estrutura do DNA de um procarioto 
Promotor Terminador 
Transcrição em procariotos 
3’ 5’ 
Região transcrita 
Transcrição em eucariotos 
Transcrição em procarioto Transcrição em eucarioto 
RNA POLIMERASE 
 
PROMOTOR 
 
PROCESSAMENTO DO mRNA 
 
 
 
 
 
 
Transcrição em eucariotos 
RNA polimerase dos eucariotos possui três tipos (I, II e III) 
snRNA, segmento 5S do rRNA 
RNA polimerase dos eucariotos 
- Não conseguem localizar os promotores e se ligar de modo estável ao DNA; 
- Precisa interagir com proteínas  fatores gerais de transcrição. 
Transcrição em eucariotos 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
Transcrição em eucariotos 
RNA polimerase de procarioto RNA polimerase de eucarioto 
Não tem atividade exonuclease Tem atividade exonuclease 3’  5’ 
Dano não é permanente: 
- Vida curta; 
- Várias cópias. 
Transcrição em procarioto Transcrição em eucarioto 
RNA POLIMERASE 
 
PROMOTOR 
 
PROCESSAMENTO DO mRNA 
 
 
 
 
 
 
Transcrição em eucariotos 
Promotores 
- Sequência consenso: TATAAAA; 
- Localizada cerca de 30 bases antes do início da transcrição (-30 / direção upstream); 
- Semelhante à sequência -10 dos procariotos (TATAAT). 
TATA box 
- Início da transcrição: Fatores gerais de transcrição 
Transcrição em eucariotos 
INÍCIO 
Reconhecimento de sequências específicas no DNA 
 
 
ALONGAMENTO 
Incorporação dos ribonucleotídeos 
 
 
TERMINAÇÃO 
Sequências no DNA são reconhecidas e a 
transcrição é interrompida 
Transcrição em eucariotos 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
TBP (TATA binding protein - subunidade do TFIID): 
- reconhece promotor (TATA box); 
- provoca alteração estrutural no DNA 
Estimula a ligação de outros 
fatores de transcrição à regiãopromotora 
Transcrição em eucariotos 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
TFIIB: 
- Se liga ao TBP; 
- Recruta a RNA polimerase II ao 
complexo. 
Complexo TBP – TFIIB: 
sinaliza para a ligação da RNA polimerase II 
na região promotora do gene 
 
Transcrição em eucariotos 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
RNA Polimerase II: 
- Se liga ao promotor no seu estado 
desfosforilado. 
 
TFIIF: 
- Se liga fortemente à RNA polimerase II; 
- Previne interações não-específicas da 
RNA polimerase II. 
 
Transcrição em eucariotos 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
TFIIH: 
- Provoca desnaturação do promotor (helicase); 
- Ativa a RNA polimerase II (quinase). 
 
TFIIH 
Transcrição em eucariotos 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
TFIIE 
TFIIE: 
- Controla função do TFIIH; 
- Intensifica desnaturação do promotor. 
Transcrição em eucariotos 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
TFIIH: 
- Fosforila a RNA polimerase II  ativa 
 
Complexo de 
alongamento 
Complexo de 
alongamento (RNA 
polimerase ativada 
alonga a fita de RNA) 
Liberação da maioria dos 
fatores de transcrição 
(exceto TBP) 
Transcrição em eucariotos 
ALONGAMENTO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
• RNA polimerase desloca sobre fita 
molde adicionando ribonucleotídeos 
no RNA nascente no sentido 5’  3’ 
TERMINAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS 
Transcrição em eucariotos 
• RNA polimerase reconhece 
sequência de terminação 
(semelhante ao Rho independente 
de procariotos – rica em par de 
bases A-T e A-U); 
• RNA polimerase é liberada da fita 
molde; 
• mRNA é liberado (endonuclease 
corta cerca de 20 nucleotídeos 
após sequência de terminação); 
• DNA renatura. 
Transcrição em eucariotos 
Transcrição em eucariotos 
Fatores de transcrição específicos 
Para que a transcrição ocorra em alta taxa de transcrição são 
necessários os fatores de transcrição específicos: ativadores 
 
Intensificadores Ativadores Fatores gerais de transcrição 
 (enhancers) 
Transcrição ativada 
Transcrição 
a taxa basal 
Transcrição em eucariotos 
silencer 
Ativam transcrição Reprimem transcrição 
Modular a velocidade de transcrição 
RNA polimerase 
- Reconhece o ponto de início da transcrição (fatores de transcrição); 
- Reconhece qual das fitas deve ser usada como molde; 
- Percorre a dupla hélice de DNA separando-a em fitas simples e iniciando a transcrição em um ponto 
específico; 
- Utiliza uma das fitas do DNA como molde para produzir o polímero de ribonucleotídeos (a fita que 
permitir a produção de um RNA no sentido de 5' para 3'); 
- Identifica na fita de DNA o sinal (sequência especial de nucleotídeos) de fim de transcrição e abandona o 
DNA, deixando um RNA contendo a informação do gene transcrito. 
- Renatura o DNA imediatamento após a síntese. 
 
 
 
 
 
DNA polimerase RNA polimerase 
- Sintetiza uma cadeia de DNA complementar (5’  3’); 
- Utilizam como substrato nucleotídeos trifosfatados; 
- Necessitam de enzima para provocar desnaturação; 
- Necessitam de sequências iniciadoras (primers). 
 
 
 
 
 
 
- Sintetiza uma cadeia de RNA complementar (5’  3’); 
- Utilizam como substrato nucleotídeos trifosfatados; 
- Provocam desnaturação do DNA; 
- Não necessitam de sequências iniciadoras (primers). 
 
 
 
 
 
Vídeo transcrição: 
 
https://www.youtube.com/watch?v=jwKtoJF6fGg 
 
https://www.youtube.com/watch?v=fynGKohVYHw 
 
Vídeo transcrição computador 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=jwKtoJF6fGg
https://www.youtube.com/watch?v=jwKtoJF6fGg
https://www.youtube.com/watch?v=fynGKohVYHw
https://www.youtube.com/watch?v=fynGKohVYHw
Transcrição em procarioto Transcrição em eucarioto 
RNA POLIMERASE 
 
PROMOTOR 
 
PROCESSAMENTO DO mRNA 
 
 
 
 
 
 
Transcrição em eucariotos 
Processamento do mRNA 
“Transcrição acoplada à 
tradução” 
mRNA sofre processamento 
DNA 
 
 
 
 
 
 
Transcrito primário, 
hnRNA ou pré-mRNA 
 
 
 
 
 
mRNA 
 
 
 
 
 
 
Transcrição 
 
 
 
 
 
 
Processamento 
 
 
 
 
 
 
- Modificação no terminal 5’  adição de 7-metilguanosina (cap) 
- Modificação no terminal 3’  adição de cauda poli-A 
- Remoção de sequências intermediárias (íntrons)  Splicing 
 
 
 
 
5’ 
 
 
 
 
 
 
3’ 
 
 
 
 
 
 
3’ 
 
 
 
 
 
 
5’ 
 
 
 
 
 
 
5’ 
 
 
 
 
 
 
3’ 
 
 
 
 
 
 
5’ 
 
 
 
 
 
 
3’ 
 
 
 
 
 
 
Processamento do mRNA 
Transcrição em eucariotos 
A- Transcrição 
B- Início da transcrição: adição de 7-metilguanosina (cap) no terminal 5’ 
(guaniltransferase) 
 - Evita que o mRNA seja degradado 
 - Permite ribossomo reconhecer o começo do mRNA 
C- Fim da transcrição 
D- Endonuclease corta o mRNA 20 nucleotídeos após o sinal de terminação 
E- Adição de cauda poli-A (20 a 200 nucleotídeos com adenina) catalisada pela 
polimerase poli-A 
 - Evita que o mRNA seja degradado 
 - Ajuda no transporte do mRNA do núcleo para citoplasma 
F- Transcrito primário completo 
 
 
 
 
 
 
 
MODIFICAÇÕES NOS TERMINAIS 5’ E 3’ 
 
 
Adição de 7-metilguanosina (cap) no terminal 5’  ligação trifosfato (5’  5’) 
 
 
 
 
 
Transcrição em eucariotos 
REMOÇÃO DAS SEQUÊNCIAS INTERMEDIÁRIAS (ÍNTRONS): SPLICING 
Íntrons  Regiões não-codificantes (são removidas antes de irem para o citoplasma). 
 Também ocorrem em rRNA e tRNA de eucariotos. 
Éxons  Regiões codificantes (são exportadas para o citoplasma). 
 
 
 
 
 
 
mRNA 
 
 
 
 
 
 
5’ 
 
 
 
 
 
 
3’ 
 
 
 
 
 
 
Splicing: remoção dos íntrons e 
conecção das duas pontas dos éxons 
 
 
 
 
 
 
Autoprocessamento 
Spliceossomo 
Transcrição em eucariotos 
Splicing 
 
 
 
 
 
 
pré-mRNA ou hnRNA 
 
 
 
 
 
 
DNA 
 
 
 
 
 
 
Transcrição 
 
 
 
 
 
3’ 
 
 
 
 
 
 
5’ 
 
 
 
 
 
 
5’ 
 
 
 
 
 
 
3’ 
 
 
 
 
 
 
5’ 
 
 
 
 
 
 
3’ 
 
 
 
 
 
 
Transcrição em eucariotos Autoprocessamento 
Os próprios íntrons promovem o splicing  RNA possui atividade catalítica (enzima) 
Ribozimas (RNA enzimático) 
Íntrons do grupo I  associam-se com guanosina externa e são liberados. 
Íntrons com atividade enzimática: 
- Grupo I 
- Grupo II 
Transcrição em eucariotos Íntrons do grupo II  associam-se com adenina interna e são liberados. 
Transcrição em eucariotos Spliceossomo 
snRNP = snRNA + proteínas 
Spliceossomo: máquina de excisão de íntrons 
+ pré-mRNA 
O spliceossomo é capaz de reconhecer regiões específicas dos íntrons e formar ligações com as bases. 
Transcrição em eucariotos 
Alça em lariot 
Transcrição em eucariotos 
Transcrição em eucariotos 
- Diferentes tipos celulares 
- Diferentes estágios do desenvolvimento 
- Proteínas não-funcionais 
 
 
 
 
 
Splicing alternativo 
- Os éxons se ligam de maneira diferente durante o splicing  splicing alternativo 
- Devido ao splicing alternativo, um único mRNA pode produzir diferentes proteínas 
 
Transcrito primário 
mRNA 
mRNA 
Plantas  raro 
Humanos  70% dos genes 
sofrem splicing alternativo 
Transcrição em eucariotos 
Splicing alternativo 
Transcrição em eucariotos Processamento 
do mRNA em 
eucariotos 
Estrutura do gene de um eucarioto 
Transcrição em eucariotos 
Promotor Região transcrita Terminador 
3’ 5’ 
TATA box 
Estrutura do DNA de um eucarioto 
Promotor Terminador 
Transcrição em eucarioto 
3’ 5’ 
Íntron Íntron Íntron Éxon Éxon 
Região transcrita 
Estrutura do DNA de um eucariotoPromotor Terminador 
Transcrição em eucarioto 
3’ 5’ 
Região transcrita 
Vídeo splicing: 
 
https://www.youtube.com/watch?v=A3u-CzP6pg8 
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=A3u-CzP6pg8
https://www.youtube.com/watch?v=A3u-CzP6pg8
https://www.youtube.com/watch?v=A3u-CzP6pg8
https://www.youtube.com/watch?v=A3u-CzP6pg8
Transcrição e processamento do tRNA e rRNA 
RNA polimerase I: síntese do rRNA (segmento 45S) 
RNA polimerase II: síntese do mRNA 
RNA polimerase III: síntese dos tRNAs, snRNA e segmento 5S do rRNA 
Transcrição em eucariotos 
rRNA 
rRNA 
28S 
18S 
5,8S 
5S 
45S  RNA polimerase I (nucléolo) 
 
5S  RNA polimerase III 
 
Transcrição em eucariotos 
Transcrição em eucariotos 
Transcrição do rRNA 
Transcrição do rRNA 45S  ocorre no nucléolo e é catalisada pela RNA polimerase I 
Transcrição do rRNA 5S  não ocorre no nucléolo e é catalisada pela pol III 
Transcrição em eucariotos 
1 - Formação do transcrito primário rRNA 45S 
(nucléolo – poli I) e rRNA 5S (poli III); 
 
2 - Associação do rRNA 45S com proteínas 
ribossomais; 
 
3 - Remoção dos íntrons (45S  41S); 
 
4 – Remoção dos íntrons e formação da 
subunidade menor (rRNA 18S); 
 
5 - Remoção dos íntrons, formação da 
subunidade maior (rRNA 28S, 5,8S e 5S), 
emparelhamento de bases; 
 
6 – Subunidades vão para citoplasma onde são 
finalizadas. 
Processamento do rRNA 
• Genes do 5S ficam fora do nucléolo, 
• Não ocorre formação de cap e cauda poli-A. 
Transcrição em eucariotos 
Transcrição do tRNA 
Transcrição em eucariotos 
1-Formação do tRNA precurssor (núcleo); 
 
2- Remoção de íntrons e pareamento de 
sequências complementares; 
 
3- Em cada tipo de tRNA determinado 
grupo de nucleotídeos sofre alterações 
químicas e adição do trinucleotídeo CCA. 
 
4- Transferência para o citoplasma. 
Processamento do tRNA 
• Não ocorre formação de cap e cauda poli-A. 
Nem sempre um gene codifica uma proteína. 
Os genes codificam tanto tRNA e rRNA, que 
são os produtos finais do gene, e nenhum 
deles é traduzido em proteína. 
ETAPAS PARA EXPRESSÃO DE UM GENE: 
1- Transcrição 
2- Processamento do pré-mRNA 
3- Tradução 
4- Produto final: proteína