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Como a vida funciona?
O processo de Transcrição
Prof. Dr. Francisco Prosdocimi
Dogma central
O fluxo da informação 
é unidirecional
Refutação definitiva da 
herança dos caracteres 
adquiridos
Transcrição
• O que é?: processo de cópia do DNA em RNA
• Pra quê serve?
– Para ativação e desativação diferencial de genes
– Define o repertório de genes ativos a cada instante, o 
transcriptoma
– Muda de acordo com o tecido, alimentação, estímulos 
ambientais
– Um entendimento fino e preciso da regulação da 
transcrição gênica define a adaptação do indivíduo ao 
meio, diferenciação celular, embriogênese, etc...
• Genoma “ativo” no tempo
E onde fica o RNA?
• É feito no núcleo e depois vai pro citoplasma
• Mas procarioto não tem núcleo...
– Por isso se diz que sua
transcrição é acoplada 
com a tradução
O acoplamento
transcrição-tradução
Atenção: só em procariotos
Claro, eles não têm núcleo
Eucariotos
O RNA vai 
para o 
citoplasma
E pra quê serve o RNA mesmo?
• Ele é um intermediário do DNA (adaptador de 
Crick) para regular a produção de uma 
proteína
– Quanto mais se “precisa” da proteína, mais RNA 
dela é produzido => Regulação da transcrição
• Fatores de transcrição
RNAs bem-conhecidos
• mRNA
• tRNA
• rRNA
Micro-RNAs
• Pequenos RNAs não codificadores (ncRNA) com funções ainda não muito 
bem entendidas
– Atuam na regulação fina da expressão gênica (interferência de RNA)
– Atuam como ribozimas
• O projeto ENCODE: maior parte do DNA é transcrito
• Mattick: codificam a complexidade nos vertebrados complexos
~26.000 genes
~18.000 genes
~22.000 genes
~32.000 genes
Model 
organisms
A primazia do mRNA
• Custou em ser descoberto
– Heterogêneo em tamanho
– Pequena quantidade
• Contém as instruções para a produção das 
proteínas que estão sendo necessárias em um 
determinado momento
• O estudo de bibliotecas de cDNA 
(transcriptômica; genômica funcional)
DNA-like RNA (mRNA) foi 
descoberto no fago T2
O RNA é “maior” que a proteína
O gene
• O que é um gene?
• Qual a estrutura molecular de 
um gene?
• Depende...
– De que organismos você está 
falando?
• Procariotos X Eucariotos
• Mesmo dentro
dos eucariotos,
há grande 
variação
• Tamanho do 
gene
inclui íntros e 
éxons
A sequência 
promotora 
ou 
O promotor
O gene procarioto
• Gene X Operon
• Promotor
Lac Operon
• Operon de quebra do açúcar (carboidrato) Lactose
• Três genes em sequência
– Beta-galactosidase; Permease; Transacetilase
• Transcritos num só RNA policistrônico
• Região promotora e região operadora
Transcrição em procariotos
O gene eucarioto
• Genes partidos no genoma
– Processamento: Exons, introns
• Promotores, enhancers
O RNA eucariótico
Processamento 
alternativo
Fígado X Pâncreas
Câncer X Normal
Fitas molde e codificadora
O molde é local
• Genes podem estar numa ou noutra fita do 
DNA
• A escolha da fita molde depende da 
localização e orientação do promotor
O estudo dos promotores
Prof. Dr. Francisco Prosdocimi
Os promotores procarióticos
• -35 box e o TATA box
Heterogeneidade de sequência
Reconhecimento 
pela unidade 
sigma
A sequência 
exata determina 
a força do 
promotor
Enhancers
• Os enhancers ou acentuadores são seqüências de 
DNA que aumentam a afinidade da maquinaria de 
transcrição por um certo promotor. Essas seqüências 
podem estar localizadas acima (upstream), abaixo 
(downstream) ou dentro do gene a ser transcrito e 
podem também estar distantes muitos milhares de 
pares de base deste, e em qualquer uma das fitas.
Síntese (simultânea) do RNA
• A liberação imediata permite a síntese de 
muitas cópias de RNA ao mesmo tempo
A maquinaria de transcrição
RNA pol procariótica
• Grande e complexa, a holoenzima RNA polimerase de E. coli 
possui 5 tipos de subunidades. A RNA polimerase interage 
com proteínas ativadoras e repressoras que modulam a taxa 
de expressão gênica nas células
Subuni
dade
Gene Número
Massa 
(kg)
Papel
a rpoA 2 36,5
Participa da iniciação, liga-se a 
seqüências reguladoras
b rpoB 1 151
Participa da iniciação e alongamento, 
forma ligações fosfodiéster
b' rpoC 1 155 Liga-se a molde de DNA
s rpoD 1 70
Reconhece promotor, inicia síntese 
(dissociando-se logo após)
w - 1 11 Desconhecido
RNA pols de eucariotos
Tipos de Polimerases Genes transcritos
RNA polimerase I Genes de rRNA 5.8S, 18S e 28S
RNA polimerase II Genes de mRNAs e snoRNAs, 
alguns genes de snRNAs
RNA polimerase III Genes de tRNAs, rRNA 5S, alguns 
snRNA, outros RNAs pequenos
Não é que 
parece com a 
replicação?
Síntese do RNA
• A fita recém formada não permanece ligada 
com a fita de DNA molde 
A cadeia de RNA é deslocada e a hélice se ressocia
Subunidade Sigma -- σ
• A subunidade sigma (s) da RNA 
polimerase é fundamental para o 
reconhecimento específico da 
região promotora. Ela, 
juntamente ao cerne da enzima, 
desliza ao longo do DNA à 
procura do promotor, não 
precisando desenrolar a dupla 
hélice nem ligar-se e desligar-se 
a ela repetidamente.
Sigma na iniciação da transcrição
Os fatores 
de transcrição: 
TF’s
Fatores de 
iniciação
TATA binding protein
• O processo começa com a ligação de TFIID ao 
TATA box ou seqüência TATA (sequência de DNA 
dupla hélice composta por nucleotídeos T e A)
• A subunidade de TFIID que reconhece a 
seqüência TATA no promotor é denominada 
TBP (TATA binding protein)
Outras sequências promotoras
• A seqüência TATA box não é a única que sinaliza o início da 
transcrição, mas é a mais importante e ubiqua
• A ligação de TFIID provoca uma grande distorção no DNA da 
TATA box (localização de um promotor)
Complexo de 
iniciação da transcrição
Alongamento 
da transcrição e
Processamento
Terminação da transcrição
• Mecanismo pouco conhecido: pares de nucleotideos 
A-T precedida por uma seqüência de DNA 
duplamente simétrica (terminação intrínseca)
O processo de edição do mRNA
Capping, Poliadenilação e Splicing
O processamento 
do RNA eucariótico
• CAP5’: guanina modificada 
identifica o mRNA
• Cauda poli-A 3’ protege 
região codificadora (cds)
Cauda Poli-A
• 200-300bp de 
adeninas na 
extremidade 3’
• Sinal AAUAAA
• Complexo de 
poliadenilação
• Garante que o 
gene será 
traduzido com 
toda informação
Fatores de poliadenilação
• Ambos movimentam-se com a 
cauda de RNA polimerase e são 
transferidos à extremidade 3’
• CPSF estão associadas à TFIID
CPSF CstF
CstF (fator de estimulação à 
clivagem)
CPSF (fator específico de 
clivagem e polialinação)
1. O RNA é clivado 
2. A enzima poli-A 
polimerase adiciona 
Adenina
3. Proteínas de 
ligação à poli-A 
reúnem-se sobre 
a cauda.
Conservação da estrutura exônica
• Frequentemente conservada
– Senão... Provável caso interessante
Evolução por exon-shuffling
• Embaralhamento de éxons
• Éxons com funções específicas
– Ligação a moléculas
– Fosforilação (kinases)
– Quebra de fosforilação (fosfatases)
• Ao embaralhar os éxons, novos genes podem 
ser formados pela união de módulos 
funcionais
• Introns-early X Introns-late theory
• Pré-mRNA
• RNAm maduro
Splicing, sequências conservadas
• Sítio doador de Splicing
• Sítio aceptor de splicing
• Ponto de ramificação
• Produção de laço e corte
Spliceossomo
• Complexo ribonucleoprotéico
que realiza o splicing
Laço formado a partir do carbono 2’... 
Poderia acontecer se fosse DNA?
• Proteínas diferentes
reconhecem íntrons e
éxonsSplicing alternativo
Transporte para o citosol
Transporte seletivo de mRNAs
• O transporte seletivo está associado ao 
processamento correto do RNA
• O complexo do poro nuclear reconhece e 
transporta apenas mRNAs completos
• Na sua síntese, o RNA se liga a uma série de 
proteínas:
– Complexo de ligação à capa
– Proteínas de splicing (SR)
– Proteínas de ligação à cauda poli-A
Transporte seletivo de mRNAs
Regulação da transcrição
• Sistema indutível: 
transcrição bloqueada
• Lac Operon
• Operador
• Repressão do operador 
por lactose ativa a 
quebra da lactose
Regulação da transcrição
• Sistema repressível: 
transcrição ativa
• Operon triptofano
• Operador
• Quando há pouco 
triptofano, transcreve 
todo o operon
– Quando há muito
Controle da expressão gênica
• Procariotos X Eucariotos
Blogue do professor
• Síntese e 
processamento do RNA
• Feito em 2000, 
~400.000 pessoas já 
acessaram o site
• ~500 acessos por dia
http://www.icb.ufmg.br/~lbcd/prodabi3/
grupos/grupo1/index.htm ou 
http://www2.bioqmed.ufrj.br/prosdo
cimi/RNA/index.html