Aula - Transcrição

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SÍNTESE DE RNA – TRANSCRIÇÃO - procariotos
Introdução e conceitos:
Transcrição é o processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir de um molde de DNA. Através da transcrição, são sintetizados todos os tipos de RNAs da célula
o RNA mensageiro (mRNA),
 o RNA ribossômico (rRNA),
 o RNA transportador (tRNA)
 e outros RNAs menores. 
Todos os RNAs estão envolvidos ativamente na síntese protéica. 
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O mRNA será usado para transferir a informação genética do DNA às proteínas
É principalmente durante a transcrição que a célula exerce o controle da expressão gênica. O processo de transcrição é regulado por proteínas.
 Na maioria dos casos, o principal ponto de regulação da atividade de um gene é a decisão de iniciar ou não a sua transcrição. Dependendo da necessidade da célula, o mesmo gene pode ser transcrito incontáveis vezes até que a demanda seja suprida. 
Mecanismos de transcrição:
A transcrição ocorre a partir da informação contida na seqüência de nucleotídeos de uma molécula de DNA fita dupla, sendo sempre no sentido 5'  3'. Apenas uma das fitas do DNA, chamada de fita molde, é utilizada durante a síntese, que segue as mesmas regras de complementaridade e antiparalelismo, exceto pelo pareamento de uracil (U), ao invés de timina (T), com adenina (A). 
O RNA recém sintetizado (5'  3') é, portanto, complementar à fita de DNA que serviu de molde (3'  5'), essa fita é chamada de fita molde ou anti-senso. A outra fita de DNA (5'  3') que tem a seqüência idêntica ao do RNA transcrito, exceto por T (timina) no lugar do U (uracila) é chamada de fita codificadora ou senso. 
5'
5'
3'
3'
Molde ou anti-senso
Codificadora ou senso
A enzima responsável pela transcrição é a RNA-polimerase (RNAP). 
As RNAPs desempenham todas as atividades necessárias para a transcrição:
1) reconhecem e ligam-se a seqüências específicas de DNA;
2) desnaturam o DNA, expondo a seqüência de nucleotídeos a ser copiada;
3) mantêm as fitas de DNA separadas na região de síntese;
4) mantêm estável o duplex DNA:RNA na região de síntese;
5) restauram o DNA na região imediatamente posterior à da síntese; e
6) sozinhas ou com auxílio de proteínas específicas, terminam a síntese do RNA.
Embora consigam sintetizar RNA a partir de nucleotídeos livres, as RNA polimerases sempre precisam de proteínas acessórias, chamadas de fatores de transcrição, que auxiliem o início da transcrição. 
São estes fatores que identificam ao longo de um gene as seqüências específicas no DNA que indicam o local de início da transcrição, ou seja, a partir de qual base o gene deve ser copiado em RNA.
O primeiro par de bases do segmento de DNA que será transcrito é chamado de sítio de início e recebe o valor +1. Seqüências anteriores ao sítio de início são chamadas upstream (montante) sendo que as bases progridem negativamente (-1, -2, -3...) a partir do +1 para trás. Seqüências localizadas após o sítio de início são chamadas dowstream (jusante), e progridem positivamente (+2, +3, +4...).
Promotor
Term
+1
Montante
Jusante
As seqüências reguladoras da transcrição podem ser divididas em dois tipos: promotores e elementos reforçadores (enhancers). 
Os promotores para transcrição no DNA(em E. coli :
região –10 (TAATA box )
e região– 35 
são inicialmente reconhecidos por fatores de transcrição que, ligados ao DNA, interagem com outros fatores, formando um complexo ao qual as RNAPs se associam. 
 Os promotores são, em geral, seqüências de 100 a 200 pb (pares de bases). 
O processo de transcrição pode ser dividido em 3 partes: iniciação, alongamento e terminação.
O primeiro passo da transcrição requer regiões reguladoras e a RNA polimerase de E.coli, uma holoenzima composta pelas subunidades (2’).
 O cerne ou núcleo da enzima é composto pelas subunidades (2’) e o fator sígma da enzima (). 
A transcrição se inicia nos promotores do DNA molde. Em E. coli eles são conhecidos como seqüência –10 e – 35, por são centradas a cerca de 10 a 35 nucleotídeo a montante do ponto de início (+1).
Iniciação:
1- O fator  reconhece a região promotora
2- E o restante da holoenzima (cerne ou núcleo) se une ao fator  ( formação do complexo). O cerne é responsável pela transcrição. 
3- Os promotores sinalizam o local onde a síntese do RNA deve ser iniciada. O reconhecimento do promotor passa por duas etapas: formação do complexo e iniciação abortiva.
4- O DNA dupla fita é aberto, formando a bolha de transcrição. A abertura da fita é exatamente na região –10, pois é rica em AT ( AT é mais fácil de ser rompida, por ter 2 pontes de hidrogênio). 
Fase Abortiva : é a incorporação dos dois primeiros ribonucleotídeos e a formação da ponte fosfodiésteres. Sem que a enzima se desloque do DNA são sintetizados nove nucleotídeos e logo é novamente reiniciado a síntese novamente
Após a fase abortiva inicial, a RNAP começa a síntese do RNA:
5- Com o desligamento do fator sígma do complexo termina a fase abortiva permitindo que a RNAP comece a se deslocar pela fita de DNA para sintetizar a fita de RNA. Esta fase é chamada de alongamento.
Alongamento:
É o aumento da cadeia de RNA para o qual outros fatores acessórios são necessários. Os fatores utilizados no complexo de iniciação da transcrição são liberados e a RNAP (2’), deslize sobre o molde de DNA, abrindo o DNA à sua frente (“bolha de transcrição”) 
A bolha é fechada atrás de si, após ter usado a fita de DNA como molde para a transcrição. 
5'
5'
3'
3'
Promotor
Término
RNA Polimerase
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Um duplex híbrido DNA-RNA forma-se dentro da bolha à medida que o RNA é sintetizado. Os erros na seqüência da cadeia produzidos nesta etapa são cuidadosamente corrigidos pela RNA polimerase (função de correção de erro).
Terminação:
Muito pouco se conhece sobre o término da transcrição, mas em E. coli há 2 tipos de término do da transcrição: terminação independente de rho () ou a dependente de rho ().
 
Na terminação independente de rho (), que ocorre em 90% dos casos, sabe-se que a RNAP terminam a síntese em regiões consenso. Neste tipo de terminação, existe uma seqüência invertida repetida seguida por uma seqüência de adeninas (A) na fita molde. A região assimétrica permite ao RNA nascente formar uma estrutura de alça (grampo de terminação) que ocasiona uma longa pausa no alongamento da cadeia, nesta região há uma desestabilização no híbrido DNA-RNA. O desligamento do RNA do sistema provoca uma ruptura do complexo de transcrição e as fitas de DNA são renaturadas novamente.
Terminação dependente de rho ().
 
Esta proteína na presença de ATP se liga ao RNA nascente simples fita, percorrendo a fita de RNA até encontrar o ponto de término, desestabilizando o híbrido DNA:RNA, separando o RNA e terminando assim a transcrição.
OBS: Nos procariotos a transcrição e a tradução são acopladas. Imediatamente após a liberação das primeiras regiões do RNA sintetizado na bolha de transcrição, os ribossomos se ligam a ele e iniciam a síntese de proteínas.