5 RNA transcrição e processamento

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Prof. Eldo Campos 
RNA: 
Transcrição e Processamento
TRANSCRIÇÃO 
• Processo de síntese de 
RNA a partir de uma 
molécula de DNA molde, 
usando as regras de 
complementaridade.
TRANSCRIÇÃO 
• A iniciação da síntese de RNA não necessita de um iniciador (primer).
• A síntese de RNA é complementar e antiparalela a uma fita molde (ou 
temporária) de DNA.
• O RNA é sintetizado no sentido 5’ → 3’.
Os dois filamentos de DNA podem ser 
usados como molde na 
TRANSCRIÇÃO 
Os dois filamentos de DNA 
podem ser usados como molde 
na TRANSCRIÇÃO 
Transcrição simultânea de genes
RNA POLIMERASES
• A síntese de RNA é catalisada pela enzima RNA POLIMERASE.
• PROCARIOTOS = 1 RNA Polimerase 
• EUCARIOTOS = 3 RNAs Polimerase 
• RNA Pol II – responsável pela transcrição da maioria dos genes, 
basicamente todos que codificam proteínas; 
• RNA Pol I e RNA Pol III – estão envolvidas na transcrição de 
genes especializados 
• RNA Pol I – transcreve especificamente o gene do 
precursor do rRNA. 
• RNA Pol III – transcreve os genes tRNAs, alguns snRNA e 
o gene rRNA 5S.
RNA POLIMERASES
• As RNAs Polimerases são compostas por múltiplas 
subunidades.
RNA POLIMERASES
• As RNAs Polimerases são compostas por múltiplas 
subunidades.
RNA POLIMERASES
• As RNAs Polimerases assemelham-se com uma pinça de caranguejo, 
formadas pelas subunidades β e β’ em procariotos e RPB1 e RPB2 em 
eucariotos.
RNA POLIMERASES
• As RNAs Polimerases sintetizam o RNA no sítio ativo, 
usando como substratos os rNTP. 
RNA POLIMERASES
• O sítio ativo pode conter dois íons Mg2+
Sítio ativo
RNA POLIMERASES
• Os íons Mg2+ auxiliam na adição dos ribonucleotídeos.
A transcrição pela RNA 
Polimerase pode ser 
agrupada em três fases 
1) INICIAÇÃO
A transcrição pela RNA 
Polimerase pode ser 
agrupada em três fases: 
2) ALONGAMENTO
A transcrição pela RNA 
Polimerase pode ser 
agrupada em três fases: 
3) TERMINAÇÃO
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• A transcrição só se inicia pela identificação de promotores de 
transcrição.
• A transcrição só se inicia pela identificação de promotores de 
transcrição.
• A adição de um fator de transcrição, chamado σ, converte a parte 
central da RNA Polimerase para o reconhecimento dos promotores.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• A transcrição só se inicia pela identificação de promotores de 
transcrição.
• A adição de um fator de transcrição, chamado σ, converte a parte 
central da RNA Polimerase para o reconhecimento dos promotores.
• O fator σ promove a ligação da RNA Polimerase ao promotor formando 
um complexo fechado.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Em E. coli, o fator σ predominante é o σ70, que possui duas seqüências 
conservadas a 35 e 10 pares de bases anteriores ao início da 
transcrição do gene. 
• Estas seqüências são chamadas de elementos -35 e -10
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Os promotores para σ70 possuem alguma variação na seqüência de 
bases nas regiões -35 e –10; entretanto, a comparação entre os vários 
promotores é possível deduzir uma seqüência consenso. 
• Os promotores cuja seqüência são mais semelhantes à seqüência 
consenso geralmente são os mais “fortes”. 
• Os genes que são expressos com mais intensidade, provavelmente 
terão promotores com seqüências próximas da seqüência consenso.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Seqüência consenso da σ70 de E. coli.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Seqüência consenso da σ70 de E. coli.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Como o fator σ70 reconhece os promotores?
• O fator σ70 pode ser dividido em 4 regiões de σ1 a σ4 e as regiões σ2 e 
σ4 reconhecem os elementos -10 e –35, respectivamente. 
• Após o reconhecimento do promotor, ocorre a transição para complexo 
aberto da RNA Polimerase.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• É seguida a fase de alongamento da cadeia de RNA sintetizado. 
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Durante o alongamento da cadeia de RNA alguns nucleotídeos 
mantêm-se temporariamente pareados à fita molde de DNA, facilitando 
as funções de revisão de síntese.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• As revisões são realizadas pela RNA Polimerase e podem ocorrer por 
edição pirofosforolítica e edição hidrolítica 
• Em procariotos existem dois tipos de terminadores: 
• Terminadores Rho-independentes; 
• Terminadores Rho-dependentes
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• O término da transcrição ocorre pela presença de seqüências 
denominadas de terminadores que determinam a dissociação da RNA 
Polimerase.
• Terminadores Rho-independentes; 
 
 A seqüência de DNA é formada por uma pequena repetição invertida 
(cerca de 20 nucleotídeos), um segmento com cerca de 8 pares de 
base A:T e, geralmente, seguida por uma seqüência de A que 
codificará U.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Terminadores Rho-independentes ou intrínsecos;
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Terminadores Rho-independentes
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Terminadores Rho-dependentes 
Rho – é uma proteína de ~46 kDa sendo ativo num hexâmero (275 
kDa). 
A seqüência terminador possui entre 50 e 90 pb e antecedem o sítio 
de terminação. Esta seqüência é rica em C e pobre em G. 
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
• Terminadores 
 Rho-dependentes
CICLO DA 
TRANSCRIÇÃO 
EM BACTÉRIAS
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
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM EUCARIOTOS
• A transcrição em eucariotos e procariotos possuem diferenças 
importantes:
1. Em eucariotos existem 3 RNA Polimerases contra uma em 
procariotos;
2. Em eucariotos são necessários vários fatores para iniciação 
da transcrição (Fatores Gerais de Transcrição) , enquanto 
que, em procariotos existe apenas o fator σ.
3. Em eucariotos o DNA é transcrito num RNA primário ou pré-
mRNA.
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM EUCARIOTOS
• A iniciação da transcrição ocorre pela identificação de um promotor no 
DNA. Os promotores de transcrição são formados por elementos de 
DNA com seqüências consenso associadas a fatores gerais de 
transcrição específicos.
TATA Box = fundamentalmente composta por nucleotídeos T e A
BRE = TFIIB Recognition Element
INR = Initiator element
DPE = Downstream Promoter Element
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM EUCARIOTOS
• A maioria dos promotores de transcrição em eucariotos possui 2 ou 3 
das quatro seqüências consenso. 
•O TATA Box está presente na maioria dos promotores. 
CICLO DA TRANSCRIÇÃO 
EM EUCARIOTOS
• O conjunto dos Fatores 
Gerais de Transcrição 
( G T F s ) c o m a R N A 
Polimerase, ligados ao 
promotor e posicionados 
p a r a t r a n s c r i ç ã o , é 
d e n o m i n a d o d e 
COMPLEXO DE PRÉ-
INICIAÇÃO. 
ENHANCERS EM AÇÃO
• Uma vez iniciada a transcrição do mRNA a 
extensão da transcrição depende dos 
eventos de processamento do RNA: A adição 
do cap, splicing e a poliadenilação.
PROCESSAMENTO 
 DO RNA
PROCESSAMENTO 
 DO RNA
• As enzimas de processamento são recrutadas 
pela cauda CTD (domínio C-terminal) da RNA 
Polimerase
ADIÇÃO DO CAP
SPLICING DO RNA
• Splicing do RNA, é o processo de remoção dos introns 
(seqüências não codificantes) do RNA transcrito.
• Pode ocorrer o
splicing alternativo, permitindo que um 
grupo correspondente de proteínas seja traduzida a partir 
de um mesmo gene.
α-tropomiosina de rato
SPLICING DO RNA
• Basicamente existem 3 classes de splicing de RNA
SPLICING DO RNA
Mecanismos 
 de auto-splicing
• Tipos de splicing
SPLICING DO RNA
POLIADENILAÇÃO
• O término da transcrição ocorre pela poliadenilação da extremidade 3’ do 
RNA. 
• O término da transcrição é identificado através de sinais (seqüências 
consenso) de nucleotídeos na fita molde de DNA.
POLIADENILAÇÃO
• Duas proteínas são importantes na identificação da 
seqüência consenso: 
1. CstF = cleavage stimulation factor, 
2. CPSF = cleavege and polyadenylation specificity 
factor
POLIADENILAÇÃO
• A poliadenilação é mediada pela 
enzima Poli-A-Polimerase (PAP). 
• A PAP adiciona cerca de 200 Adeninas 
à extremidade 3’ do RNA. 
APÓS A TRANSCRIÇÃO O RNA PROCESSADO É 
TRANSPORTADO PARA O CITOPLASMA 
• O transporte é ativo e mediado por 
proteínas específicas