Transcrição e Processamento de Genomas

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TRANSCRIÇÃO 
E 
PROCESSAMENTO
GENOMAS DIVERSOS
Bacteria Escherichia coli tern cerca de 3.200 genes, 
Levedura Saccharomyces cerevisiae, tern cerca de 6.300
Mosca das frutas Drosophila melanogaster tern cerca de 13.600 genes.
0 aumento de complexidade foi suposto como requerendo mais genes, e assim, as primeiras estimativas foram de que nosso genoma tivesse 100.000 genes. 
Os numeros variaram de cerca de 26.000 a cerca de 150.000 genes (25.947).
A função do DNA e do RNA e baseada em dois princípios
1. A complementariedade de bases e responsavel por determinar a sequência de urn novo filamento de DNA na replicação e do RNA transcrito na transcrição. Pelo ajuste da complementariedade de bases, o DNA e replicado e a informação codificada no DNA passa para o RNA (e, finalmente, para a proténa).
2. Algumas protefnas reconhecem determinadas sequências de bases no DNA. Essas proteínas de ligação a ácidos nucleicos unem-se a essas sequencias e atuam nelas.
RNA
Os primeiros experimentos sugerem um RNA intermediário
Em 1957, Elliot Volkin e Lawrence Astrachan - experimento de pulso-caça.
Propriedades do RNA
1. 0 RNA e geralmente uma cadeia de nucleotídeos unifilamentares.
 Uma consequencia e que o RNA é flexivel e pode formar uma variedade muito maior de formas moleculares tridimensionais complexas. 
Um filamento de RNA pode se dobrar de tal modo que algumas de suas próprias bases podem fazer par com outras. Tal pareamento intramolecular de bases e um determinante importante da forma do RNA.
2. 0 RNA tem o açúcar ribose em seus nucleotídeos. 
3. Os nucleotídeos de RNA (chamados de ribonucleotideos) contem as bases adenina, guanina e citosina, mas a base pirimidinica uracil (U).
4. 0 RNA, como as proteinas, mas nao como o DNA, pode catalisar reacões biológicas (ribozimas).
CLASSES DE RNA
RNA mensageiro As etapas pelas quais um gene influência o fenótipo sao chamadas de expressão gênica. Para a grande maioria dos genes, o RNA transcrito e apenas um intermediário necessaria para a síntese de uma proteína, que e o produto final funcional que influência o fenótipo.
RNA funcional À medida que sabemos mais sobre os detalhes íntimos da expressão gênica e regulação, torna-se aparente que os RNA funcionais caem em uma variedade de classes e tern papeis diversos. Novamente, e importante enfatizar que os RNA funcionais são ativos como RNA; eles nunca sao traduzidos em polipeptídeos.
RNA transportador (tRNA) são moleculas responsáveis por levar o aminoácido correto para o mRNA no processo de tradução.
RNA ribossomico (rRNA) são moléculas dos principais componentes dos ribossomos, que são grandes máquinas macromoleculares que guiam a montagem da cadeia de aminoácidos pelo mRNA e tRNA.
Pequenos RNA nucleares (snRNA) são parte de um sistema que processa os RNA transcritos nas células eucarísticas. Alguns snRNA unem-se a varias subunidades proteicas para formar o complexo ribonucleoproteico de processamento ( o spliceossomo) que remove íntrons dos mRNA eucarióticos.
MicroRNA (miRNA) - recentemente foram reconhecidos pelos cientistas como tendo urn amplo papel naregulação da quantidade de protefnas produzidas por muitos genes eucarióticos.
Pequenos RNA de interferência (siRNA) - ajudam a proteger a integridade dos genomas de plantas e animais. Os pequenos RNA de interfernêcia inibem a produção de vírus e impedem a dispersão de elementos de transposição para outros loci cromossômicos.
Transcrição
Produção de RNA a partir de um gene.
Primeira etapa do processo de transferência de informações dos genes para proteínas.
DNA como molde para a transcrição
ESTÁGIOS DA TRANSCRIÇÃO
INICIAÇÃO
ALONGAMENTO
TERMINAÇÃO
INICIAÇÃO EM PROCARIONTES
Promotor – Nos procariontes é o local onde a RNA-polimerase se liga ao DNA.
Subunidades: 
2 α – Montagem da enzima e promovem interações com as proteínas reguladoras.
β – Catálise
β‘ – Liga-se ao DNA.
ω – Montagem da enzima e regulação da expressão gênica.
Fator σ70 – iniciação da transcrição.
ALONGAMENTO
GRAMPO DE TERMINAÇÃO
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIONTES
Complexidade da transcrição
1. Genomas eucariotos possui muito mais genes a serem reconhecidos e transcrito.
1.1 Há muito DNA não-codificante no genoma dos eucariotos.
2. Presença de núcleo individualizado nos eucariotos.
2.1 Processamento do pré-mRNA.
3. O molde para a transcrição, o DNA genômico, é organizado em cromatinas nos eucariotos.
3.1 Existência das nucleossomos (enrolamento do DNA nas histonas).
Estrutura típica de um gene transcrito pela RNA-polimerase II
Promotor
Enhancer
Gene
Promotor
O promotor de eucariotos contem uma região consenso chamada de TATA Box (TATAAAA).
As RNA polimerases eucarióticas se ligam a esta regiao do promotor para iniciar a transcricão.
O TATA Box esta situado a -30 do gene.
Fatores de transcricão
Iniciação
RNA-polimerase II – Catalisa a síntese de RNA.
TBP – Reconhece especificamente o TATA-box.
TFIIA – Estabiliza ligação do TFIIB e TBP no TATA-box.
TFIIB – Se liga a TBP; recruta o complexo RNA-polimerase II.
TFIID - Interage com proteínas reguladoras positivas e negativas.
TFII E – Recruta TFIIH; ativa a ATPase e helicase.
FTIIF – liga-se fortemente à polimerase II; liga-se à TFIIB e impede a ligação da RNA polimerase com sequência não específica do DNA.
TFIIH – Desenrola o DNA no promotor; fosforila a RNA polimerase; recruta complexo nucleotídeo-excisão.
Alongamento
ELL
P-TEFb
SII (TFIIS)
Elongin (SIII)
INICIAÇÃO
Adição do 5´CAP 
(modificação da extremidade 5´do hnRNA)
Alongamento e término
O alongamento da cadeia de RNA ocorre em um processo similar a procariotos.
O término de transcricão ainda no esta bem definido, mas há participacão de uma endonuclease.
O RNA é clivado, mas a transcricão continua mesmo depois da clivagem do RNA por mais 1000 a 2000 nucleotídeos até que a síntese para em uma sequência de término (ATT, ATC ou ACT).
Poliadenilação:
Adição da cauda poli (A) na extremidade 3´do hnRNA (transcrito primário): ~200 Adeninas
Sequencia sinal para poliadenilação
Genes eucarióticos são em geral interrompidos por introns
RNA Funcionais
Pequenos RNA nucleares e a reposição dos éxons – As pontas de corte dos íntrons é GU 5’ e GA 3’. Outro sítios invariante é A entre 15 e 45 nucleotídeos. 
Na excisão do íntro participam snRNA (U1, U2, U3, U4,U5 e U6), 5 snRNP (ribonucleotídeos nucleares e mais de 1oo tipos de proteínas que formam o complexo splicessomo.
Procariotos
Eucariotos