biologia molecular

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BIOLOGIA 
MOLECULAR
Afrânio Farias de Melo Júnior
Dario Alves de Oliveira
Patrícia de Abreu Moreira
CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
5º PERÍODO
BIOLOGIA MOLECULAR
Afrânio Farias de Melo Júnior
Dario Alves de Oliveira
Patrícia de Abreu Moreira
Montes Claros - MG, 2011
Copyright ©: Universidade Estadual de Montes Claros
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MONTES CLAROS - UNIMONTES
2011
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Maria das Mercês Borém Correa Machado
Chefe do Departamento de Ciências Biológicas
Maria Orminda dos Santos Oliveira
Coordenador do Curso de Ciências Biológicas a Distância
Afrânio Farias de Melo Júnior
AUTORES
Afrânio Farias de Melo Júnior
Professor da Universidade Estadual de Montes Claros. Mestre em Engenharia Florestal. Doutor em 
Engenharia Florestal.
Dario Alves de Oliveira
Professor da Universidade Estadual de Montes Claros . Mestre em Fitotecnia. Doutor em Fitotecnia.
Patrícia de Abreu Moreira
Professora da Universidade Estadual de Montes Claros. Mestre em Genética.
SUMÁRIO
Apresentação ..............................................................................................................................09
Unidade 1: Estrutura dos ácidos nucléicos .................................................................................. 11
1.1 Nucleotídeos ................................................................................................................... 11
1.2 Ácido Desoxirribonucléico (DNA) .................................................................................... 12
1.3 Ácido ribonucléico ......................................................................................................... 19
1.4 Referências ..................................................................................................................... 20
Unidade 2: Replicação de dna .................................................................................................... 22
2.1 Replicação do DNA ......................................................................................................... 22
2.2 Processo semiconservativo ............................................................................................... 22
2.3 Origem de replicação ...................................................................................................... 23
2.4 Mecanismos de replicação .............................................................................................. 25
2.5 Enzimas envolvidas na replicação .................................................................................... 27
2.6 Término da replicação ..................................................................................................... 30
2.7 Referências ..................................................................................................................... 33
Unidade 3: Síntese de rna-transcrição ......................................................................................... 34
3.1 Síntese de RNA ............................................................................................................... 34
3.2 A transcrição de organismos procariotos .......................................................................... 36
3.3 Transcrição em eucariotos ............................................................................................... 40
3.4 RNA polimerases nucleares ............................................................................................. 41
3.5 Referências ..................................................................................................................... 42
Unidade 4: Processamento de rna .............................................................................................. 43
4.1 Processamento de mRNA ................................................................................................ 43
4.2 Processamento de rRNA .................................................................................................. 46
4.3 Processamento de tRNA .................................................................................................. 47
4.4 Referências ..................................................................................................................... 48
Unidade 5: Código genético e síntese de proteínas-tradução ...................................................... 49
5.1 Código genético .............................................................................................................. 49
5.2 Síntese de proteínas ........................................................................................................ 50
5.3 Pareamento entre rRNA e mRNA .................................................................................... 55
5.4 Códon de iniciação e tRNA iniciador ............................................................................... 55
5.5 Etapas da síntese protéica ................................................................................................ 55
5.6 Referências ..................................................................................................................... 60
Unidade 6: Organização gênica de procariotos ........................................................................... 61
6.1 Genoma de E. coli ........................................................................................................... 61
6.2 Colinearidade.................................................................................................................. 62
6.3 Distribuição dos genes no genoma de organismos procariotos ......................................... 62
6.4 Elementos genéticos móveis ............................................................................................ 65
6.5Referências ..................................................................................................................... 68
Unidade 7: Organização gênica de eucariotos ............................................................................ 69
7.1 O tamanho dos genomas eucarióticos ............................................................................. 69
7.2 Sequências presentes nos genomas de organismos eucariotos .......................................... 70
7.3 Amplificação gênica ........................................................................................................ 72
7.4 Genes interrompidos ....................................................................................................... 72
7.5 Famílias de genes ............................................................................................................ 73
7.6 Genomas de organelas .................................................................................................... 74
7.7 Referências ..................................................................................................................... 75
Unidade 8: Controle da expressão gênica em procariotos e em eucariotos .................................. 76
8.1 Procariotos ..................................................................................................................... 76
8.2 Referências ..................................................................................................................... 87
Unidade 9: Tecnologia do dna recombinante .............................................................................. 88
9.1 Enzimas de Restrição ....................................................................................................... 88
9.2 DNA Ligase ..................................................................................................................... 90
9.3 Vetores de clonagem ....................................................................................................... 90
9.4 Vetores de expressão ....................................................................................................... 93
9.5 Bancos de DNA............................................................................................................... 94
9.6 Técnicas de hibridização ................................................................................................. 95
9.7 Sequenciamento de DNA ................................................................................................ 96
9.8 Reação em cadeia da polimerase - PCR .......................................................................... 98
9.9 Referências ..................................................................................................................... 100
Unidade 10: Transgênese ............................................................................................................ 101
10.1 Transformação por biobalística ...................................................................................... 101
10.2 Transformação por eletroporação de protoplastos .......................................................... 102
10.3 Transformação por Agrobacterium tumefaciens .............................................................. 103
10.4 Transformação por microinjeção .................................................................................... 104
10.5 Transformação direta ..................................................................................................... 104
10.6 Referências ................................................................................................................... 105
Unidade 11: Marcadores moleculares ......................................................................................... 106
11.1 Marcadores morfológicos .............................................................................................. 106
11.2 Marcadores bioquímicos ............................................................................................... 106
11.3 Referências ................................................................................................................... 110
Unidade 12: Terapia gênica ........................................................................................................ 111
12.1 Vetores utilizados para transferência de genes ............................................................... 111
12.2 Referências ................................................................................................................... 112
Resumo ......................................................................................................................................113
Referências básicas, complementares e suplementares ................................................................ 119
Atividades de aprendizagem - AA ............................................................................................... 121
9
APRESENTAÇÃO
Caro(a) acadêmico(a)
Seja bem-vindo à disciplina Biologia Molecular do curso de 
Licenciatura em Ciências Biológicas da Universidade Aberta do Brasil - 
UAB - Unimontes.
A disciplina abordará o estudo da estrutura e funcionamento da 
molécula responsável por armazenar as informações hereditárias, o DNA, 
para isso, apresenta os mecanismos pelos quais essas informações são 
repassadas ao RNA e, finalmente, traduzidas em proteínas necessárias às 
nossas células.
A disciplina Biologia Molecular tem o objetivo de capacitar 
você, acadêmico do curso de Ciências Biológicas, para conhecer as 
moléculas envolvidas nas informações genéticas, o material genético em 
nível molecular, tanto de organismos eucariotos quanto de organismos 
procariotos, possilitando a compreensão da transferência dessa informação 
para outras moléculas, para a produção de proteínas. Você entenderá 
como os genes estão organizados em seres procariotos e eucariotos e 
como ocorre a regulação da expressão gênica nos mesmos. E mais, você 
irá conhecer a tecnologia do DNA recombinante e como a informação 
aprendida, na disciplina, pode ser empregada na ciência, como veremos 
com os transgênicos e com a terapia gênica.
Para uma melhor compreensão desse mundo molecular, o caderno 
didático de Biologia Molecular foi dividido em unidades. Assim, o material 
é composto por 12 unidades e, ao final de cada uma das unidades, segue 
um resumo e Atividades de Aprendizagem com o propósito de auxiliar a 
aprendizagem do conteúdo trabalhado.
 Lembre-se sempre que a disciplina Biologia Molecular é parceira 
das disciplinas Biologia Celular e Genética, as quais já foram cursadas por 
você, por isso, tenha sempre em mãos o material dessas disciplinas, em 
caso de dúvida, você terá como esclarecê-la.
Os autores.
 
11
UNIDADE 1
ESTRUTURA DOS ÁCIDOS NUCLÉICOS
Patrícia de Abreu Moreira
Olá acadêmicos! Vamos dar início ao estudo da Biologia Molecular 
relembrando de algumas moléculas importantes estudadas na Biologia 
Celular: os ácidos nucléicos.
Os ácidos nucléicos são macromoléculas que armazenam e 
transmitem a informação genética entre as células. Vamos ver ainda que 
essa informação é repassada por meio do código genético e a tradução 
desse código resulta na síntese de proteínas. Os ácidos nucléicos são 
heteropolímeros constituídos pela polimerização de nucleotídeos. Existem 
dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido desoxirribonucléico (DNA) e o ácido 
ribonucléico (RNA). As diferenças entre esses ácidos nucléicos estão nos 
tipos de nucleotídeos que compõem a macromolécula.
1.1 NUCLEOTÍDEOS
Cada nucleotídeo é composto por um grupo fosfato, um açúcar 
(pentose) e uma base nitrogenada (Figura 01). As bases nitrogenadas podem 
ser de dois tipos: purinas ou pirimidinas. As bases purinas possuemdois anéis 
aromáticos, são as bases adenina (A) e guanina (G). As bases pirimidinas, 
por sua vez, possuem apenas um anel aromático, são conhecidas como 
citosina (C), timina (T) e uracila (U).
Figura 01: Bases nitrogenadas purinas e pirimidinas componentes dos ácidos nucléicos. 
Fonte: Adaptado de Koolman & Roehm, 2005. 
Uma introdução sobre os 
ácidos nucléicos foi feita 
durante o estudo do núcleo 
celular na disciplina Biologia 
Celular, por isso, volte ao 
caderno didático dessa 
disciplina para uma breve 
revisão. 
12
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
Os nucleotídeos são formados por um açúcar que possui cinco 
carbonos e, por isso, é chamado de pentose. A pentose pode ser do tipo 
ribose ou ainda desoxirribose. A diferença entre as pentose é devido a 
presença ou não de um grupo hidroxila (-OH) no carbono 2’ do açúcar. A 
desoxirribose não possui a hidroxila no carbono 2’, enquanto que a ribose 
possui (Figura 02). As diferenças entre os dois tipos de ácidos nucléicos, 
DNA e RNA, residem no tipo da pentose e na composição de bases 
nitrogenadas da macromolécula (Zaha, 2003). 
Figura 02: Pentoses componentes dos ácidos nucléicos. 
Fonte: Adaptado de Stryer et al., 2004.
1.2 ÁCIDO DESOxIRRIBONUCLÉICO (DNA)
O DNA é composto por nucleotídeos chamados 
desoxirribonucleotídeos, pois a pentose que compõe essas moléculas é a 
desoxirribose. Portanto, o DNA sempre será formado pela desoxirribose. 
Devemos lembrar que esse açúcar não possui o grupo OH no C2 e, por 
isso, a molécula de DNA é mais estável que o RNA. Essa pentose faz ligação 
com o grupo fosfato e com uma base nitrogenada. As bases nitrogenadas 
que constituem o DNA podem ser purinas A e G ou pirimidinas C e G. 
É possível perceber então que a base uracila (U) não constitui este ácido 
nucléico. As bases nitrogenadas são ligadas à pentose por uma ligação 
denominada β-glicosídica no carbono 1’ do açúcar. A molécula composta 
apenas pela base nitrogenada ligada ao açúcar, com o grupo fosfato ausente, 
é conhecida como nucleosídeo. Ao unir-se a um ou até três grupos fosfato 
(PO4
-) é formado o nucleotídeo (Figura 03) (Zaha, 2003).
Biologia Molecular UAB/Unimontes
13
Figura 03 - A) Nucleosídeo formado pela união da base nitrogenada e pentose (em desta-
que a ligação β-glicosídica) e, B) Nucleotídeo formado pela união entre o nucleosídeo e 
grupo fosfato.
Fonte: Adaptado de Koolman & Roehm, 2005.
A molécula de DNA será formada pela união dos 
desoxirribonucleotídeos adjacentes. Essas estruturas formam cadeias que 
são unidas entre si por ligações fosfodiéster estabelecidas entre o grupo 
fosfato e o grupo hidroxila (-OH) do carbono 3’ do desoxirribonucleotídeo 
contíguo (Figura 04).
Figura 04: Cadeia de nucleotídeos unidos pela ligação fosfodiéster (em destaque as liga-
ções fosfodiéster entre nucleotídeos adjacentes).
Fonte: Adaptado de Stryer et al., 2004. 
Os nucleotídeos componentes da cadeia têm a mesma orientação, 
ou seja, se o carbono 5’ da pentose estiver voltado para cima, os demais 
nucleotídeos desta cadeia estarão voltados para a mesma posição. Por 
causa dessa orientação, as cadeias possuem direcionalidade. Assim, uma 
extremidade terá um grupo fosfato presente, extremidade 5’, e a outra 
extremidade terá um grupo OH presente, extremidade 3’ (Figura 04). Por 
convenção, as cadeias são representadas na orientação 5’ → 3’ e apenas as 
letras representativas das bases nitrogenadas são indicadas:
5’ ATGCGCGATAGCTAGATCGA 3’
Em 1953, os pesquisadores James Watson e Francis Crick 
desvendaram a estrutura correta desta molécula: uma dupla-hélice 
14
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
formada por duas cadeias de nucleotídeos que se enrolam em torno de 
um eixo (Figura 05). Vimos que os nucleotídeos adjacentes de uma cadeia 
são unidos pelas ligações fosfodiéster e essas ligações nas fitas paralelas 
estão em direções opostas, ou seja, uma fita está orientada na direção 5’ 
→ 3’ enquanto que a outra fita está no sentido 3’ →5’. Por isso, as fitas da 
molécula de DNA são ditas antiparalelas (Figura 05). 
Figura 05: Fitas antiparalelas da molécula de DNA.
Fonte: Adaptado de Koolman & Roehm, 2005. 
Biologia Molecular UAB/Unimontes
15
As fitas antiparalelas são unidas por pontes de hidrogênio, as quais 
são estabelecidas entre as bases nitrogenadas das cadeias opostas. As pontes 
de hidrogênio são formadas graças à presença de grupos ceto (C=O) e 
amino (C-NH2). As bases T e U possuem grupos ceto e podem parear 
com a base A que contém um grupo amino. As bases nitrogenadas C e G 
possuem tanto grupos ceto quanto amino e, por isso, podem formar duas 
pontes de hidrogênio. Uma outra ponte de hidrogênio é formada em todos 
os pares entre os nitrogênios dos anéis aromáticos das bases. Dessa forma, 
no DNA teremos o pareamento entre A e T por duas pontes de hidrogênio 
e entre as bases C e G por três pontes de hidrogênio (Figura 06). Devido 
ao pareamento supracitado na molécula de DNA fita dupla, teremos 
sempre a mesma quantidade de bases A e T e a mesma quantidade de 
bases G e C. Graças ao pareamento, as fitas da molécula de DNA são ditas 
complementares. Veremos que graças a essa característica, a replicação 
da molécula de DNA é precisa e a transmissão das informações genéticas 
às proteínas é possível.
Figura 06- Pareamento estabelecido entre as bases nitrogenadas na molécula de DNA.
Fonte: Adaptado de Koolman & Roehm, 2005. 
Este pareamento que ocorre entre as bases nitrogenadas é 
fundamental para a manutenção da dupla-hélice. As bases nitrogenadas 
são estruturas hidrofóbicas enquanto que a pentose e o grupo fosfato são 
Replicação de DNA: a 
replicação da fita de DNA 
é a formação de uma nova 
molécula feita com base na fita 
já existente.
Agora que você já sabe sobre 
os pareamentos da molécula 
dupla de DNA, treine a 
complementariedade das fitas 
desenhando uma fita aleatória 
de DNA, por exemplo, 
5’ ATGCGCGATCGATG 3’, 
e com base na fita apresentada 
e no pareamento pré-
estabelecido faça a fita 
complementar.
16
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
hidrofílicos. Devido a essa peculiaridade, as bases ficam na parte interna da 
molécula, enquanto que as estruturas hidrofílicas ficam na parte externa, 
como se fossem corrimãos de uma escada circular. Além disso, as ligações 
β-glicosídicas presentes nas fitas antiparalelas não estão opostas diretamente 
na molécula de DNA, promovendo em sua estrutura a formação de duas 
cavidades (Figura 07). Através dessas cavidades, as bases nitrogenadas 
ficam expostas ao meio solvente e podem ser distinguidas quimicamente. 
Dessa forma, proteínas são capazes de interagir com sequências específicas 
da molécula de DNA reconhecidas sem o rompimento da cadeia de fita 
dupla (Zaha, 2003).
Figura 07: Cavidades maior e menor na dupla-hélice de DNA. 
Fonte: Adaptado de Koolman & Roehm, 2005.
Biologia Molecular UAB/Unimontes
17
1.2.1 Desnaturação e reanelamento do DNA
A desnaturação da fita dupla de DNA promove a separação das 
fitas antiparalelas que constituem a molécula e o reanelamento promove a 
união das fitas antiparalelas previamente separadas. Apesar de parecer um 
pouco estranho, os atos de separação e união das fitas são completamente 
normais e, na verdade, fundamentais para que processos como replicação, 
transcrição e recombinação ocorram.
A desnaturação da molécula de DNA pode ser promovida in vitro 
em solução por meio do aumento da temperatura, titulação com ácidos 
ou álcalis e por agentes desnaturantes, como a formamida. Os ácidos 
realizam a separação das fitas complementares, pois protonizam os anéis 
nitrogenados das bases A, G e C e os álcalis promovem a desnaturação, 
pois desprotonizam os anéis nitrogenados das bases G e T.
A separação das fitas complementares de DNA poderáser 
acompanhada utilizando-se um espectrofotômetro. Com o comprimento 
de onda a 260 nm é feita uma medida de absorbância da molécula de DNA, 
a medida será máxima quando as fitas de DNA estiverem completamente 
separadas. Esse fenômeno pode ser realizado experimentalmente 
aumentando a temperatura de uma solução de DNA e, concomitantemente, 
medindo a absorbância a 260 nm. A abosrbância irá aumentar até o 
momento em que as fitas antiparalelas estiverem completamente separadas, 
nesse momento a absorbância é máxima, devido ao efeito hipercrômico, 
e não irá alterar-se frente ao aumento da temperatura. A temperatura em 
que encontramos 50% da molécula de DNA desnaturada é conhecida 
como Tm (Zaha, 2003).
Como o pareamento entre as bases G e C é formado por três 
pontes de hidrogênio, uma maior energia é exigida para romper essas 
ligações, portanto, são necessárias temperaturas mais elevadas, pH mais 
alto ou maiores concentrações dos agentes desnaturantes. Dessa forma, 
a Tm de uma molécula de DNA depende da quantidade de pareamento 
entre A e T em relação ao pareamento G e C. Consequentemente, quanto 
maior a proporção de pareamento G e C (índice GC ou GC%), maior 
será a temperatura necessária para desnaturação da molécula de DNA e, 
portanto, maior será o valor de Tm. A partir do valor de Tm é possível 
calcularmos o índice GC:
 Tm (°C) = 69,3 + 0,41 (GC%) 
O processo de desnaturação das fitas pode ser revertido, 
mesmo quando as fitas do DNA estão completamente separadas. Assim, 
como durante a desnaturação, o processo de reanelamento pode ser 
acompanhado espectrofotometricamente, visto que à medida que o DNA 
Transcrição: a transcrição 
é a formação de uma 
molécula de RNA feita de 
acordo com a sequência de 
desoxirribonucleotídeos do 
DNA.
18
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
é resfriado lentamente, a absorção a 260 nm diminui. O anelamento 
normalmente ocorre a uma temperatura 25°C abaixo da Tm. Caso o 
resfriamento da molécula de DNA ocorra de maneira abrupta, as fitas 
colapsam e a renaturação pode não ocorrer.
1.2.2 Tipos de DNA
A molécula de DNA pode assumir diferentes conformações e três 
diferentes tipos de estruturas são encontrados in vivo: tipo B, tipo A e tipo Z 
(Figura 08). Em todas essas formas, as regras de pareamento são mantidas, 
bem como a informação contida na sequência de nucleotídeos. 
Figura 08: Tipos de moléculas de DNA. 
Fonte: Adaptado de Koolman & Roehm, 2005. 
O tipo B representa a forma clássica descrita pelos pesquisadores 
James Watson e Francis Crick e é a forma mais abundante na célula. Caso esse 
tipo de DNA seja desidratado, a molécula engrossa e diminui o tamanho. 
Além disso, a cavidade maior torna-se mais estreita e profunda, enquanto 
que a cavidade menor torna-se mais larga e rasa. Nessas conformações, o 
DNA é denominado tipo A. Os DNAs dos tipos B e A possuem a base e a 
Biologia Molecular UAB/Unimontes
19
pentose em lados opostos da ligação β-glicosídica, ou seja, na conformação 
anti. Esse tipo de DNA não é encontrado em condições fisiológicas, apesar 
de se acreditar que esse seja o tipo de molécula presente nos híbridos 
DNA: RNA durante a transcrição. 
Na presença de altas concentrações de cátions alguns nucleotídeos 
da molécula de DNA mudam a sua conformação e outra estrutura é 
encontrada: DNA tipo Z. As bases nitrogenadas pirimidinas conservam 
a conformação padrão anti, mas as bases nitrogenadas purinas estão do 
mesmo lado da pentose na β-glicosídica, gerando a conformação syn. As 
conformações anti e syn se alternam dando um aspecto de zigue-zague 
na cadeia. Essa molécula é mais fina e alongada e sua cavidade maior 
desaparece, enquanto que a menor torna-se extremamente profunda em 
relação ao tipo B (Zaha, 2003).
É importante salientarmos que embora a cadeia dupla de DNA 
seja a forma mais comum na natureza, DNA de fita simples pode ser 
encontrado compondo o genoma de alguns vírus. Os bacteriófagos M13 e 
ØX174 são exemplos de vírus contendo DNA de fita simples.
1.3 ÁCIDO RIBONUCLÉICO
Figura 09: Ligação fosfodiéster entre nucleotídeos adjacentes formando a fita de RNA.
Fonte: Adaptado de Koolman & Roehm, 2005. 
20
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
O ácido ribonucléico, conhecido como RNA, possui semelhanças 
com a molécula de DNA: ambos são formados pela união de nucleotídeos 
adjacentes pela ligação fosfodiéster 5’ → 3’. Contudo, na molécula de 
RNA, a pentose presente é a ribose e a base nitrogenada timina (T) não 
é encontrada. Apesar disso, a molécula pode ser formada por quatro 
diferentes bases nitrogenadas: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e 
uracila (U) (Figura 09). Normalmente, a molécula de RNA é fita simples, 
porém, pareamentos entre C e G e entre A e U podem ocorrer formando 
estruturas importantes na função do RNA.
Diferentes tipos de RNA estão comumente presentes nas células e 
cada um possui funções específicas. Esses RNAs são classificados segundo 
a sua função e localização na célula. Os principais tipos de RNAs são 
mensageiro (mRNA), o ribossômico (rRNA) e o transportador (tRNA).
O mRNA transfere a informação genética contida na sequência de 
nucleotídeos do DNA aos ribossomos, onde ocorre a síntese de proteínas. 
O rRNA é o componente majoritário dos ribossomos e o tRNA carrega os 
aminoácidos até o sítio de síntese de proteínas (Zaha, 2003).
Figura 10: Tipos de moléculas de RNA. 
Fonte: Adaptado de Koolman & Roehm, 2005.
 
Além desses RNAs, os eucariotos possuem o RNA heterogêneo 
nuclear (hnRNA), que é o precursor do mRNA, os pequenos RNAs nucleares 
(snRNAs) que, quando ligado a proteínas, formam as ribonucleoproteínas, 
as quais têm papel importante na síntese dos mRNAs e, por último, as 
ribozimas que possuem funções estruturais ou catalíticas.
Biologia Molecular UAB/Unimontes
21
KOOLMAN, Jan e ROEHM, Klaus-Heinrich. Color Atlas of Biochemistry. 
2.ed. New York: Thieme, 2005.
STRYER, Lubert; TYMOCZKO, John; BERG, Jeremy. Bioquímica. 3.ed. 
Guanabara Koogan, 2004.
ZAHA, Arnaldo (Org.). Biologia molecular básica. 3.ed. Porto Alegre: 
Mercado Aberto, 2003.
22
UNIDADE 2
REPLICAÇÃO DE DNA
Patrícia de Abreu Moreira
Agora que conhecemos a estrutura dos ácidos nucléicos, 
poderemos aprender como ocorre a síntese dos mesmos. Vamos começar 
com a formação de uma nova molécula de DNA, processo conhecido 
como replicação. A replicação é muito complexa e requer a participação 
de muitos componentes.
2.1 REPLICAÇÃO DO DNA
Em crescimento acelerado, as bactérias replicam seu DNA 
continuamente e podem iniciar uma nova replicação antes do término 
da replicação prévia. Durante o ciclo celular, a célula eucariótica passa 
por um período denominado intérfase, o qual é dividido em três fases: 
G1, S e G2. É durante a fase de síntese, fase S, que ocorre a síntese de 
DNA e a duplicação do material genético. Os mecanismos que governam a 
replicação, nessas células, ainda não estão completamente compreendidos. 
É importante ter em mente que a replicação em procariotos ocorre no 
citoplasma, visto que essas células não possuem núcleo, e a replicação em 
eucariotos ocorre no núcleo.
2.2 PROCESSO SEMICONSERVATIVO
Para que ocorra a replicação da molécula de DNA, as fitas 
complementares precisam ser desnaturadas e ambas serão copiadas, 
originando novas moléculas filhas, as quais serão compostas por uma fita 
parental, que serviu de molde, e por uma fita recém-sintetizada (Figura 11).
Novamente, é importante 
que você se lembre da 
estrutura das células eucariotas 
e procariotas para que 
compreenda a replicação nos 
dois tipos celulares. Qualquer 
dúvida, consulte o caderno 
didático da disciplina Biologia 
Celular.
Volte ao caderno didático 
da disciplina Genética e faça 
uma revisão sobre os três 
mecanismos previamente 
propostos para explicara 
replicação da molécula de 
DNA
Biologia Molecular UAB/Unimontes
2323
Figura 11: Replicação de uma molécula de DNA.
Fonte: Patrícia de Abreu Moreira.
A replicação é semiconservativa, como demonstra o experimento 
clássico de Meselson e Stahl, em 1958, em que células foram crescidas na 
presença 15N e, em seguida, foram incubadas em meio contendo 14N. Após 
uma geração foi possível perceber que o DNA fita dupla continha uma 
fita com o isótopo pesado (15N) e outra fita com o isótopo leve (14N). Na 
geração seguinte, existiam, no meio, moléculas de DNA com uma das fitas 
15N e a outra fita 14N ou moléculas com as duas fitas contendo 14N (Zaha, 
2003). 
2.3 ORIGEM DE REPLICAÇÃO
A replicação da molécula de DNA ocorre a partir de um ponto 
inicial conhecido com origem. É na origem que as fitas de DNA se separam 
e as fitas simples servem de molde para a síntese de uma nova molécula 
de DNA. Esses pontos já foram descritos em procariotos e eucariotos 
como sendo regiões ricas em sequências AT. A molécula de DNA de 
procariotos, bem como de plasmídeos e vírus apresentam apenas uma 
única origem de replicação, enquanto que organismos eucariotos possuem 
várias origens. Durante a replicação é possível a observação de diferentes 
tipos intermediários da molécula, dependendo da posição da origem na 
molécula de DNA (Figura 12) (Zaha, 2003).
Para que não haja dúvidas 
sobre a replicação 
semiconservativa, volte ao 
caderno didático da disciplina 
Genética e reveja, na 
Unidade IV, o experimento de 
Meselson-Stahl em detalhes.
24
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
Figura 12: Tipos intermediários de moléculas de DNA gerados por diferentes origens de 
replicação. 
Fonte: Adaptado de Kornberg & Baker, 1992.
A bactérica Escherichia coli possui a replicação muito bem estudada, 
bem como a sua origem única, denominada oriC. Essa região possui uma 
sequência de 245 pares de bases (pb) fundamental à replicação, pois a 
mesma possui dois grupos de sequências envolvidos no reconhecimento 
da origem de replicação: quatro sequências de 9 pb e, à sua direita, três 
sequências repetidas de 13 pb ricas em AT. Outros organismos procariotos 
possuem uma origem de replicação semelhante à oriC de E. coli. 
A proteína iniciadora, DnaA, reconhece sítios específicos nas 
sequências de 9 pb, acima citadas. No momento da ligação da DnaA a 
região de 9 pb é formada uma ligação de 20-40 monômeros, uma região da 
oriC em que o DNA se enrola. Ao ligar-se a essa região a DnaA determina 
o local de início da replicação, induzindo a abertura das duas fitas de DNA 
e posicionando uma outra proteína em oriC, a DnaB.
O processo de replicação em E. coli é dividido em três etapas:
1. Complexo inicial – durante esta etapa, a DnaA se liga às quatro 
sequências de 9 pb e, consequentemente, é formada a ligação de 20-40 
monômeros e o DNA altera a sua estrutura em oriC;
2. Complexo aberto – nesta etapa ocorre a separação das fitas 
na região de sequências de 13 pb e proteínas, como HU ou IHF estão 
envolvidas na estabilização da curvatura da molécula de DNA;
3. Complexo pré-priming – neste momento ocorre a ligação da 
DnaB nas sequências de 13 pb. Uma outra proteína, DnaC, se liga a DnaB 
em oriC e esta ligação representa o início da replicação. A proteína DnaB 
mantém as fitas de DNA dissociadas para que a replicação ocorra.
 
De acordo com as informações 
obtidas na Unidade I 
responda: por que as origens 
de replicação são regiões ricas 
em sequências AT? 
Biologia Molecular UAB/Unimontes
25
Nos cromossomos de eucariotos, a caracterização de origens de 
replicação é dificultada devido à complexidade de seus genomas. Todavia, 
sequências agindo como origens de replicação, as sequências com replicação 
autônoma (ARS) foram isoladas em leveduras e alguns fungos filamentosos. 
Contudo, acredita-se que essas sequências não sejam fundamentais para a 
replicação em eucariotos, visto que origens de replicação específicas não 
foram descritas em outros organismos eucariotos (Zaha, 2003).
2.4 MECANISMOS DE REPLICAÇÃO
Veremos que os processos básicos de replicação são aplicados 
a organismos procariotos e eucariotos, assim como a replicação 
semiconservativa previamente analisada.
Já foi visto que a replicação é iniciada em regiões específicas 
denominadas origens. Em células procariotas essa origem de replicação 
poderá ser ativada mais de uma vez durante um ciclo celular, mas em 
células eucariotas apenas uma única vez.
A partir da origem, a replicação segue por toda a fita de DNA 
podendo ocorrer em uma ou até ambas as direções até o término da fita. 
A forquilha de replicação replica a DNA em apenas uma direção caso essa 
seja unidirecional, porém, se a replicação for bidirecional duas forquilhas 
de replicação deixam a origem, replicando o DNA em direções opostas.
A adição dos nucleotídeos é realizada por uma enzima 
denominada DNA-polimerase. Essa enzima adiciona novos nucleotídeos 
na extremidade 3’OH de um outro nucleotídeo presente na fita de DNA. 
Portanto, para que essa enzima seja capaz de adicionar novos nucleotídeos 
é necessário que uma pequena região entre as duas fitas complementares 
esteja pareada. Como a adição de nucleotídeos é feita sempre pela 
extremidade 3’ o crescimento da cadeia sempre ocorre no sentido 5’ → 3’.
Em E. coli estão presentes três DNA-polimerases. A DNA-
polimerase I (pol I) possui três domínios de atividade e é utilizada pela 
bactéria para replicação e reparo do DNA. A atividade de polimerização 
5’ → 3’ está localizada na extremidade carboxiterminal e, em seguida, está 
a atividade de exonuclease 3’ → 5’. Na extremidade amino-terminal, a 
enzima possui uma atividade exonuclease 5’ → 3’ (Figura 13). Caso essa 
enzima seja clivada, ela gera um pequeno fragmento contendo a região 
amino-terminal (contendo a atividade exonuclease 5’ → 3’) e um outro 
fragmento denominado fragmento de Klenow, contendo as outras duas 
atividades da enzima. 
A atividade exonuclease 3’ → 5’ da pol I permite que a replicação 
ocorra sem erros, visto que essa região reconhece e cliva um pareamento 
errôneo na extremidade 3’ da nova fita sintetizada. Essa atividade é 
conhecida como correção de erro e é capaz de eliminar somente o último 
Forquilha de replicação: a 
forquilha de replicação refere-
se a todo complexo enzimático 
que se une a molécula de DNA 
parental para que uma nova 
molécula seja sintetizada.
26
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
nucleotídeo adicionado por sua atividade de polimerização 5’ → 3’. Após 
ter removido o nucleotídeo errado, um novo nucleotídeo poderá ser 
corretamente adicionado no local (Zaha, 2003).
A atividade exnonuclease 5’ → 3’ da pol I remove conjuntos de 
até 10 nucleotídeos de uma das fitas no sentido oposto da exonuclease de 
correção de erro.
Figura 13- Estrutura da DNA-polimerase I de Escherichia coli. 
Fonte: Adaptado de Kornberg & Baker, 1992.
Além da DNA-polimerase I em E. coli, duas outras polimerases são 
encontradas, a DNA-polimerase II (pol II) e a DNA-polimerase III (pol III). 
Essas duas enzimas possuem as atividades polimerase 5’ → 3’ e exonuclease 
3’ → 5’, assim como a pol I. Entretanto, a atividade exonuclease 5’ → 
3’ é exclusiva da pol I. A principal função da pol II está relacionada aos 
processos de reparo do DNA.
Ao contrário das demais polimerases, a pol III é uma holoenzima 
formada por 20 ou mais polipeptídeos. Essa é a principal enzima envolvida 
na replicação da E. coli. A formação da holoenzima pol III inclui uma 
região denominada core a qual é formada pela subunidade α, em que 
está localizada a atividade polimerase 5’ → 3’, pela subunidade ε, em 
que está localizada a atividade exonuclease 3’ → 5’, e pela subunidade 
θ que, provavelmente, estabiliza a ligação das outras duas subunidades. 
Além da região core,outras subunidades auxiliares são importantes para a 
processividade da enzima e a subunidade β induz e mantém as associações 
entre as subunidades para que a holoenzima seja formada.
As DNA-polimerases já foram isoladas em outros microorganismos 
e apresentam características similares as encontradas nas enzimas de E. 
coli. É importante lembrarmos-nos da polimerase do Thermus aquaticus, 
a qual é denominada Taq-polimerase. Essa enzima é estável a 95°C e não 
possui a atividade exonuclease 5’ → 3’. Essa é a polimerase utilizada nas 
amplificações de DNA in vitro via PCR (reação em cadeia da polimerase) 
(Kornberg & Baker, 1992).
Os organismos eucariotos apresentam quatro DNA-polimerases 
localizadas no núcleo. A DNA-polimerase α apresenta-se como uma 
holoenzima e uma das suas subunidades contém atividade de primase. A 
PCR: é uma técnica muito 
utilizada em laboratórios 
quando a amplificação de uma 
região do DNA é necessária. 
Biologia Molecular UAB/Unimontes
27
DNA-polimerase δ é a enzima que possui maior processividade e contém 
a atividade de exonuclease 3’ → 5’. A polimerase ε provavelmente está 
relacionada aos mecanismos de reparo do DNA, assim como a DNA-
polimerase β. Esses organismos possuem uma polimerase localizada nas 
mitocôndrias, a DNA-polimerase γ, a qual possui uma alta processividade 
e atividade exonuclease 3’ → 5’. 
2.5 ENzIMAS ENVOLVIDAS NA REPLICAÇÃO
Muitas enzimas com funções específicas estão envolvidas no 
mecanismo de replicação da molécula de DNA, como as polimerases 
descritas anteriormente.
As polimerases dependem da ação inicial de uma enzima 
denominada helicase, a qual irá romper as pontes de hidrogênio 
estabelecidas entre as bases nitrogenadas das cadeias complementares de 
DNA. O movimento da forquilha de replicação está sujeito à abertura das 
fitas pela helicase. A DnaB, descrita anteriormente, é a helicase responsável 
pela aberturas das fitas em oriC. As fitas simples precisam ser estabilizadas 
para que torções não ocorram nessas regiões. As proteínas SSB têm alta 
afinidade pela fita simples de DNA e, além de evitar as torções, impedem 
que a região seja degradada pela ação de nucleases.
Durante a replicação a molécula de DNA poderá sofrer torções 
e se transformar em um topoisômero. Topoisômeros são moléculas com 
sequência e tamanho idênticos, mas que diferem na sua topologia 
(conformação). Assim, introduções ou remoções de superenrolamentos 
são necessárias. As topoisomerases são enzimas que catalisam a conversão 
dos topoisômeros. Essas enzimas são capazes de promover uma quebra 
transitória nas ligações fosfodiéster onde a topoisomerase se liga 
covalentemente ao DNA e permite que as fitas do DNA passem umas 
sobre as outras e dessa forma o superenrolamento da molécula é alternado. 
Todos os organismos procariotos e eucariotos estudados até o momento 
possuem topoisomerases.
Dois tipos de topoisomerases são observadas, segundo seu 
mecanismo de ação: topoisomerases do tipo I e topoisomerases do tipo II. 
As do tipo I quebram apenas uma das fitas do DNA e alteram o número de 
ligação em passos de uma unidade, já as do tipo II quebram as duas fitas da 
molécula dupla de DNA e alteram o número de ligação em passos de duas 
unidades. Em E. coli, encontramos as enzimas topo I e topo III, as quais 
são topoisomerases do tipo I, e a girase e topo II, as quais são do tipo II. A 
girase irá induzir torções na molécula necessárias para a abertura das fitas.
Já foi mencionado que as polimerases não conseguem iniciar a 
adição de nucleotídeos sem que haja uma região pareada (fita dupla). Esse 
pareamento é possível devido a uma sequência de RNA denominada primer, 
Primase: enzima responsável 
pela síntese do primer.
28
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
a qual propicia a fita dupla para que a replicação inicie. Portanto, para cada 
início da síntese das fitas de DNA é necessário a presença de um primer. 
Após a inclusão do primer novos nucleotídeos serão incorporados a essa 
sequência pela DNA polimerase e a nova cadeia de DNA será sintetizada. 
Os primers são sintetizados pela RNA polimerase ou por uma primase e são 
complementares a regiões próximas ao início da replicação. A primase de 
E. coli forma um complexo com DNA molde e outras proteínas formando 
o primossomo.
Um fato curioso chama atenção durante o processo de replicação 
do DNA: as fitas da molécula são antiparalelas, uma possui orientação 
5’ → 3’ enquanto a outra possui orientação 3’ → 5’, e as polimerases 
sintetizam novas fitas apenas no sentido 5’ → 3’. Assim, uma das fitas 
será sintetizada de forma contínua enquanto a outra será sintetizada de 
forma descontínua. Dessa forma, a fita contínua precisa de apenas um 
primer, já a fita descontínua necessita de vários (Figura 04). A fita parental 
de sentido 3’ → 5’ serve como molde para a síntese da fita contínua e a fita 
parental 5’ → 3’ é a molde para a fita descontínua. Devido a essa maneira 
descontínua de síntese vários fragmentos contendo entre 1.000 a 2.000 
nucleotídeos em procariotos e entre 100 a 200 nucleotídeos em eucariotos 
são formados na fita descontínua. Esses fragmentos são conhecidos como 
fragmentos de Okazaki. 
Figura 14: Forquilha de replicação do DNA. 
Fonte: Moreira & Gonçalves, 2009.
Assim que ocorre a abertura das fitas em oriC, a forquilha de 
replicação se movimenta no mesmo sentido no qual a enzima DnaB (helicase) 
promove o rompimento das pontes de hidrogênio. O primossomo gerado 
Biologia Molecular UAB/Unimontes
29
é necessário para que os primers da fita descontínua sejam produzidos. 
Mais adiante, os primers serão retirados da fita de DNA pela pol I por meio 
da sua atividade exonuclease 5’ → 3’. Os fragmentos de Okazaki da fita 
descontínua serão unidos graças à ação da enzima ligase que é capaz de 
catalisar ligações fosfodiéster (Figura 14) (Zaha, 2003).
Evidências sugerem que a síntese da fita descontínua ocorra de 
forma coordenada a síntese da fita contínua. A primase, localizada no 
primossomo, movimenta-se em direção oposta ao movimento da forquilha, 
pois ela é responsável pela produção dos primers da fita descontínua. 
Nesta fita, o movimento da forquilha de replicação origina DNA de fita 
simples à frente do primossomo e da pol III. Dessa maneira, o primossomo 
movimenta ao longo dessa sequência de fita simples, até o início do primer, 
no mesmo sentido da forquilha de replicação. Durante a síntese do novo 
primer, todavia, o deslocamento da primase se torna oposto ao movimento 
da forquilha. No DNA ocorre à formação de uma alça e por meio desta 
o primossomo pode ser utilizado pela fita descontínua para coordenar 
o movimento deste primossomo no sentido oposto com a replicação 
simultânea das duas fitas pela pol III (Figura 15). 
Figura 15: Modelo proposta para a forquilha de replicação para a síntese coordenada das 
duas fitas. 
Fonte: Adaptado de Kornberg & Baker, 1992.
30
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
2.6 TÉRMINO DA REPLICAÇÃO
Em E. coli a replicação ocorre em movimento bidirecional e será 
finalizada quando as duas forquilhas de replicação, movimentando-se em 
direções opostas se encontram. A região de terminação denomina-se Ter 
está localizada a 180°C a partir de oriC. No cromossomo circular deste 
procarioto existem duas regiões de terminação (T1 e T2) específicas para 
uma direção do movimento da forquilha de replicação. Cada forquilha de 
replicação necessita passar pela outra para que a replicação seja finalizada 
(Figura 16) (Zaha, 2003).
Figura 16: Término da replicação no genoma circular de Escherichia coli. 
Fonte: Adaptado de Lewin, 1990. 
Caso o genoma circular do organismo procarioto possua uma 
replicação unidirecional, o término desta ocorrerá quando a forquilha 
de replicação retornar à origem. Em qualquer uma das situações citadas, 
o términoda replicação em genomas circulares, geralmente, não deve 
apresentar problemas. Contudo, os genomas lineares precisam resolver 
a falta de nucleotídeos nas extremidades do DNA após a remoção dos 
primers (Figura 17). Os organismos que possuem genomas lineares 
detêm características próprias para resolver o problema da ausência de 
nucleotídeos nas extremidades ) (Kornberg & Baker, 1992).
Biologia Molecular UAB/Unimontes
31
Figura 17: Término da replicação linear com ausência de nucleotídeos nas extremida-
des após remoção do primer. 
Fonte: Adaptado de Kornberg & Baker, 1992.
Alguns organismos eucariotos possuem sequências palindrômicas 
nas extremidades, as quais permitem um pareamento nessa região 
denominada “grampo de cabelo”. Devido a esse pareamento na 
extremidade 3’, a replicação pode ser iniciada pois o pareamento atua 
como um primer. Após a síntese da fita pela polimerase outra enzima 
específica, denominada nuclease, cliva a fita na sequência palindrômica 
e, assim, a síntese do DNA pode prosseguir na direção 5’ → 3’ (Figura 18).
32
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
Figura 18: Término da replicação em genomas lineares contendo sequências 
palindrômicas.
Fonte: Adaptado de Kornberg & Baker, 1992.
Alguns organismos eucariotos, como vertebrados, protozoários e 
plantas possuem regiões terminais bastante conservadas repetidas em torno 
de 20 a 100 vezes, denominadas telômeros. Os telômeros variam pouco 
entre as espécies e a maioria termina com uma região unifilamentar rica em 
G no filamento de DNA com a ponta 3’. Em humanos, e outros vertebrados 
tais como mamíferos, aves, répteis, anfíbios e peixes, a sequência do 
telômero é TTAGGG, no protozoário Tetrahymena thermophila é TTGGGG 
e na planta Arabidopsis thaliana é TTTAGGG. Essa sequência não codifica 
um RNA ou uma proteína. A telomerase reconhece a sequência rica em G 
na ponta 3’ livre, serve de molde e adiciona unidades teloméricas repetidas 
no sentido 5’ → 3’, com uma unidade repetida de cada vez. Em seguida, 
a DNA polimerase finaliza a síntese do filamento complementar a essa 
sequência inserida (Figura 19). A telomerase é uma enzima transcriptase 
reversa que utiliza seu molde de RNA para adicionar unidades teloméricas 
no sentido 5’ → 3’. Caso não houvesse a atividade da enzima telomerase, 
os cromossomos lineares se tornariam mais curtos a cada replicação, 
por perda de parte da região telomérica. Com o tempo, os telômeros 
são totalmente perdidos e as deleções passam a ocorrer sobre regiões 
codificantes. Esse processo está, provavelmente, associado ao mecanismo 
de envelhecimento de células, tecidos e do organismo como um todo.
Sequências palindrômicas: as 
sequências palindrômicas são 
assim chamadas em referência 
aos palíndromos (como a 
palavra “arara” que pode ser 
lida num sentido ou noutro). A 
sequência CAC, por exemplo, 
é uma sequência palindrômica.
Biologia Molecular UAB/Unimontes
33
Ao contrário das células germinativas e das células-tronco, 
as células somáticas, em sua grande maioria, não possuem atividade 
telomerase. Assim, essas células se multiplicam por um número limitado de 
vezes e morre. Portanto, o comprimento do telômero é reduzido à medida 
que a idade das células aumenta (Zaha, 2003).
Figura 19: Alongamento das extremidades teloméricas pela telomerase.
Fonte: Adaptado de Kornberg & Baker, 1992.
KORNBERG, Arthur e BAKER, Tania A. DNA replication. 2.ed. New York: 
Freeman and Company, 1992.
LEWIN, Benjamin. Genes IV. 4.ed. Oxford: Oxford University Press, 1990.
MOREIRA, Patrícia Abreu e GONÇALVES, Valdeir Dias. Caderno didático 
de genética. Montes Claros: UAB/Unimontes, 2009. 
ZAHA, Arnaldo (Org.). Biologia molecular básica. 3.ed. Porto Alegre: 
Mercado Aberto, 2003.
Os vencedores do prêmio 
Nobel de 2009 foram os 
pesquisadores americanos 
Elizabeth Blackburn, Carol 
Greider e Jack Szostak pelos 
trabalhos com os telômeros. 
Acesse o link da revista Veja 
(http://veja.abril.com.br/
blog/genetica/tag/telomeros/) 
e leia os comentários, do 
pesquisador brasileiro Rodrigo 
Calado, a respeito do assunto.
34
UNIDADE 3
SÍNTESE DE RNA-TRANSCRIÇÃO
Patrícia de Abreu Moreira
A síntese de RNA é realizada tendo a fita de DNA como molde e 
ocorre de acordo com a necessidade fisiológica da célula. Esse mecanismo, 
conhecido como transcrição, inicia e termina em regiões específicas do 
DNA. A síntese de RNA possui semelhanças com o processo de formação 
de novas moléculas de DNA.
3.1 SÍNTESE DE RNA
Todos os RNAs da célula serão sintetizados pela transcrição. 
Durante a síntese de RNA, a célula exerce o controle da expressão gênica 
em que os genes são, discriminadamente, transcritos, e esse mecanismo é 
regulado por proteínas. A principal forma de regulação da atividade de um 
gene é a decisão de iniciar ou não a sua transcrição. O mRNA é utilizado 
na transferência da informação genética armazenada no DNA, durante a 
síntese de proteína. O rRNA será usado para compor o ribossomo e o 
tRNA será utilizado para levar os aminoácidos específicos para a cadeia 
polipeptídica.
A transcrição é feita baseada na sequência de nucleotídeos de 
apenas uma das fitas do DNA. A fita do DNA molde para a transcrição 
possui orientação 3’ → 5’, já que, como na replicação do DNA, o 
sentido de crescimento da fita de RNA é 5’ → 3’. As mesmas regras de 
pareamento da replicação do DNA são aplicadas na transcrição, com 
exceção do pareamento entre as bases nitrogenadas A e T, pois no RNA, 
a base T é substituída pela U. Dessa forma, a sequência da fita 3’ → 5’ 
será complementar à fita RNA sintetizada, enquanto que a fita do DNA de 
orientação 5’ → 3’ é idêntica ao RNA, sendo as timinas substituídas pelas 
uracilas. Para qualquer gene apenas uma das fitas de DNA é copiada e 
sempre a mesma. A fita 5’ → 3’ do DNA é denominada codificadora e, 
por convenção, a sequência de nucleotídeos de um gene é apresentada 
por apenas essa fita (Figura 20). É importante lembrar sempre que essa fita 
não deu origem ao RNA (Zaha, 2003).
Biologia Molecular UAB/Unimontes
3535
Figura 20:- Fita codificadora, semelhante ao RNA, e fita molde do DNA usada para sínte-
se de RNA.
Fonte: Moreira, P.A. 
A enzima que realiza a síntese do RNA é chamada RNA polimerase 
(RNAP) e possui várias funções. É a RNAP que reconhece e se liga às 
sequências específicas de DNA para iniciar a transcrição, desnatura a dupla 
hélice de DNA para expor a sequências de nucleotídeos a ser copiada, 
mantém as fitas de DNA desnaturadas, no local da síntese, estabiliza o 
híbrido DNA: RNA, renatura o DNA na região posterior a da síntese e 
termina a transcrição com ou sem o auxílio de proteínas (Figura 21).
Figura 21: Enzima RNA polimerase ligada à molécula de DNA pra iniciar a transcrição. 
Fonte: Patrícia de Abreu Moreira.
O mecanismo de inserção dos nucleotídeos pela RNAP é o 
mesmo realizado pela DNA polimerase. Assim, novos ribonucleotídeos 
serão inseridos na molécula de RNA pela extremidade 3’ OH, portanto, 
a fita de RNA também cresce no sentido 5’ → 3’. Para ser incorporado à 
molécula de RNA sintetizada, o ribonucleotídeo faz um pareamento com o 
desoxirribonucleotídeo da fita molde 3’ → 5’ do DNA, gerando um híbrido 
momentâneo DNA:RNA. Ao contrário das DNA polimerases a RNAP não 
necessita de um primer para início da síntese. Vamos lembrar ainda que 
essa enzima pode sintetizar um primer usado na replicação da molécula 
de DNA.
A bactéria E. coli possui apenas uma RNAP, que é muito bem 
estudada, e serve como modelo geral para a compreensão das atividades 
das demais RNAP. A enzima deste procarioto pode ter até duas formas 
ativas diferenciadas. Uma delas é composta por três subunidades: α, β, 
β’, as quais formam um complexo α2ββ’ denominado core, que possui 
atividade de síntese de RNA, tendo uma fita de DNA como molde. Sea 
36
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
subunidade σ for incorporada à enzima core, o complexo da holoenzima 
será formado. Apesar da atividade de síntese da enzima core, apenas a 
holoenzima é capaz de indicar o ponto correto de início da transcrição, ou 
seja, a subunidade σ está envolvida no reconhecimento das sequências de 
DNA, que mostram o local exato de início da síntese (Zaha, 2003).
3.2 A TRANSCRIÇÃO DE ORGANISMOS PROCARIOTOS
O processo de síntese de RNA consiste em três etapas: o início, em 
que há o correto reconhecimento de sequências específicas na fita molde 
de DNA; o alongamento, em que acontecerá o crescimento da molécula 
de RNA, por meio da incorporação de ribonucleotídeos; e a terminação, 
em que a transcrição é finalizada, com auxílio ou não de proteínas, devido 
à detecção de sequências específicas no DNA.
3.2.1 Início da transcrição
Como vimos, o início da transcrição é uma fase crítica no controle 
da expressão gênica. A holoenzima RNAP está ligada à molécula dupla 
de DNA e desliza sobre essa, até encontrar a região específica do DNA, 
que indica o início da transcrição (Figura 02). Essas sequências são 
denominadas promotores. O primeiro nucleotídeo a ser copiado para a 
molécula de RNA é conhecido como sítio de início da transcrição e é 
representado com um +1 na molécula de DNA. A partir dessa posição, 
os desoxirribonucleotídeos localizados na direção da extremidade 5’ (ou 
upstream) do DNA recebem sinal negativo e números crescentes. Os 
desoxirribonucleotídeos localizados na direção contrária, extremidade 3’ 
(ou downstream), recebem o sinal positivo e números crescentes (Figura 
22) (Zaha, 2003).
Figura 22: Região de início do DNA, indicativa de início da transcrição. 
Fonte: Adaptado de Zaha, 2003.
Diferentes genes de E. coli foram comparados em busca de 
sequências comuns que pudessem ser reconhecidas pela RNAP para 
iniciar a transcrição. As sequências mais comuns encontradas nos genes são 
denominadas consenso. Em E. coli, o primeiro nucleotídeo a ser transcrito 
(+1) em seus genes é, geralmente, uma purina (A ou G). Os genes possuem 
duas sequências altamente conservadas: o consenso TATAAT, na região 
-10, e o consenso TTGACA, na região -35 (Figura 23). Essas regiões -10 
e -35 são separadas por aproximadamente 17± 1 nucleotídeos. A região 
-10 é conhecida como TATA box ou Pribnow box. Os promotores que 
Biologia Molecular UAB/Unimontes
37
possuem sequências muito parecidas com os consensos citados aumentam 
a eficiência de transcrição do gene. A deleção das regiões -35 e TATA 
box bloqueia totalmente a transcrição e a alteração destas sequências, 
modificando o consenso que tem a transcrição reduzida ) (Kornberg & 
Baker, 1992).
Figura 23: Sítio promotor de procarioto. 
Fonte: Moreira,P.A.
Os promotores são os locais de reconhecimento no DNA pela 
RNAP e, como visto, o reconhecimento ocorre apenas se o fator σ estiver 
ligado à enzima core. A fase de reconhecimento do promotor ocorre em 
duas etapas: formação do complexo e iniciação abortiva. A ligação da 
RNAP ao promotor faz com que, inicialmente, o complexo esteja fechado e 
seja aberto com a separação das fitas do DNA na região -10. O TATA box é 
uma sequência rica em AT, que são pareamentos mais facilmente rompidos. 
Em seguida, os dois primeiros ribonucleotídeos são incorporados e ocorre a 
formação da ponte fosfodiéster entre os mesmos. Até nove ribonucleotídeos 
podem ser incorporados sem que a RNAP desloque na superfície do DNA. 
Enquanto o fator σ estiver ligado à RNAP, essa enzima não se desloca sob o 
DNA e permanece na fase de iniciação abortiva. Após o desligamento do 
fator σ, a RNAP se movimenta e inicia a fase de alongamento da cadeia. 
Assim, o fator σ e o promotor ficam livres para iniciar outro ciclo de 
transcrição e, em um mesmo gene, podemos encontrar, simultaneamente, 
vários complexos RNAP em diferentes estágios.
Alguns genes necessitam de proteínas acessórias para iniciar 
a transcrição. Essas proteínas fazem o reconhecimento de sequências 
próximas aos promotores, ou a eles, auxiliando o reconhecimento do início 
de síntese do RNA (Zaha, 2003).
3.2.2 Alongamento da cadeia
Após o desligamento do fator σ, a RNAP modifica-se e passa a ter 
contato com 30 pb, permanecendo na forma esférica durante a fase de 
alongamento. Nesse local, 18 pb da fita dupla de DNA serão desnaturados 
para que a RNAP reconheça a sequência e incorpore os ribonucleotídeos 
para síntese do RNA. Nesse momento, uma das fitas do DNA não está 
pareada, enquanto a outra faz um híbrido de até 12 pb com o RNA em 
formação. Após a síntese, o RNA se desliga do DNA e é liberado, e o DNA 
é renaturado.
38
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
A inclusão de um ribonucleotídeo à molécula de RNA faz com 
que o tamanho da região pareada no híbrido DNA: RNA seja reduzido de 
um nucleotídeo. Dessa forma, um ribonucleotídeo do RNA é liberado da 
bolha de transcrição. Além disso, um par de bases do DNA, à frente da 
bolha de transcrição, deve ser desnaturado e o pareamento de um par de 
bases do DNA, na extremidade oposta da bolha, deve ser renaturado. A 
RNAP precisa mover-se um nucleotídeo sobre a fita de DNA, para que o 
sítio de reação da enzima fique em contato com o próximo nucleotídeo 
na fita molde.
O movimento da RNAP pode induzir a formação de 
superenrolamentos na fita de DNA e, por isso, as topoisomerases, assim 
como na replicação, são fundamentais para que a síntese de RNA ocorra 
de forma eficiente. A velocidade da síntese é alterada durante a síntese 
devido à sequência de nucleotídeos no DNA. Regiões ricas em GC 
reduzem a velocidade, já que esse pareamento é formado por três pontes 
de hidrogênio e, por isso, são mais resistentes à desnaturação. Em alguns 
locais, a transcrição para rapidamente e é retomada em seguida, sem 
que o complexo seja desfeito. Essas paradas são denominadas pausas. 
Em procariotos, as pausas podem ser devidas ainda ao acoplamento de 
processos de transcrição e tradução. As pausas poderão ser utilizadas como 
mecanismo de controle da expressão.
A transcrição tem um baixo índice de erro (10-5) e ainda não foi 
demonstrado nenhum mecanismo de erro semelhante à atividade 3’ → 5’ 
de correção de erro da DNA polimerase I, mas já foi demonstrada a presença 
de atividade de hidrólise de ribonucleotídeos não complementares à fita 
molde de DNA. A etapa de alongamento do RNA sintetizado continua até 
que sequências específicas no DNA determinam o término da transcrição 
(Zaha, 2003).
3.2.3 Término da transcrição
Sequências no DNA indicam o fim da síntese de RNA e provocam 
a desestabilização do complexo de transcrição. O RNA recém-sintetizado 
participa do término de sua síntese. Em E. coli, dois mecanismos de 
término da transcrição são conhecidos: terminação rho (ρ) independente 
e terminação ρ dependente. 
Aproximadamente 90% da transcrição em E. coli termina 
independente de ρ. Neste caso, uma sequência na região 3’ do gene 
sinaliza o final da síntese. Essa sequência invertida está localizada antes do 
último nucleotídeo ser transcrito e possui uma sequência de andeninas na 
fita molde (Figura 24). O RNA recém-sintetizado forma uma estrutura de 
alça (grampo de terminação), devido à região de simetria, que promove 
uma longa pausa no alongamento da cadeia, por inibição do movimento 
Biologia Molecular UAB/Unimontes
39
da RNAP. O híbrido DNA:RNA é desestabilizado por essa longa pausa e 
pelo pareamento A:U, que é um pareamento fraco (Stryer et al., 2004).
Figura 24: Grampo de terminação na fita do RNA transcrito. 
Fonte: Adaptado de Stryer et al., 2004.
O deslocamento do RNA recém-sintetizado provoca a ruptura do 
complexo de transcrição e as fitas complementares do DNA são renaturadas. 
Esse processo é auxiliado por proteínas denominadas NusA. Acredita-seque o complexo RNAP modifique sua conformação para reconhecimento 
da sequência específica de terminação e, em alguns terminadores, a 
proteína γ possa potencializar o término.
Na terminação ρ dependente, a formação de estruturas evidentes, 
como no caso anterior, não ocorre. Cerca de 200 pb antes do último 
nucleotídeo a ser incorporado estão espalhadas sequências que participam 
da terminação. Essas sequências são inativas até que a proteína ρ se ligue 
ao RNA. Apesar do mecanismo da terminação dependente de ρ não estar 
totalmente esclarecido, sabe-se que, na ausência de RNAP, a proteína ρ 
tem atividade helicase e separa híbrido DNA:RNA. Na ausência de ρ, a 
terminação não ocorre.
Em procariotos, a transcrição está acoplada à tradução, dessa 
forma, após a liberação da bolha de transcrição das primeiras regiões do 
RNA recéns-sintetizadas, ribossomos se ligam a ele e iniciam a tradução. A 
40
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
ligação dos ribossomos ao RNA inibe a ligação da proteína ρ, mas essa se 
liga ao RNA e provoca o término da transcrição, assim que a proteína seja 
completamente sintetizada na tradução.
Na célula, a mesma região do DNA pode ser transcrita e replicada 
ao mesmo tempo. Se uma região está sendo transcrita, na mesma região de 
replicação, o complexo RNAP é desfeito. Se o gene é transcrito da direção 
oposta à replicação, ocorre colisão entre os complexos. Acredita-se que 
o genoma de E. coli tenha evoluído, de modo a coincidir o sentido da 
transcrição dos genes com o movimento da forquilha de replicação, para 
que colisões não ocorressem e um mecanismo não interferisse no outro.
3.3 TRANSCRIÇÃO EM EUCARIOTOS
A transcrição em eucariotos é mais complexa e menos se conhece 
sobre ela, mas o processo, assim como em procariotos, pode ser dividido 
em iniciação, alongamento e terminação. O conhecimento deste processo, 
em eucariotos, é dificultado, visto que o mesmo possui sistemas com 
diferenciação celular e as diferentes células transcrevem genes diferentes 
ou em quantidades diferentes. Assim, como em procariotos, a decisão 
de iniciar, ou não, a transcrição é um passo importante no controle da 
expressão gênica.
Em eucariotos existem cinco RNAPs diferentes envolvidas na 
síntese de RNAs específicos: A RNAP I (ou A), localizada nos nucléolos, que 
sintetiza os pré-rRNAs que originam os rRNAs 18 S, 5,8 S e 28 S; a RNAP 
II (ou B), localizada no nucleoplasma, que sintetiza os hnRNAs e alguns 
snRNAs; a RNAP III (ou C), localizada no nucleoplasma, que sintetiza 
os tRNA, rRNA 5 S, RNA 7 S e alguns snRNAs; a RNAP de mitocôndria, 
localizada na mitocôndria, sintetiza RNAs dessa organela e a RNAP de 
cloroplasto, localizada no cloroplasto, que sintetiza os RNAs dessa organela 
vegetal.
As RNAPs de eucariotos necessitam dos fatores de transcrição, 
que são proteínas auxiliares que reconhecem os promotores, se ligam ao 
DNA e formam um complexo juntamente com outros fatores, com os quais 
as RNAPs se associam.
Os organismos eucariotos possuem elementos promotores 
upstream e elementos enhancer que regulam a transcrição nesses seres. 
Os promotores de eucariotos também estão próximos ao sítio de início 
de transcrição e possuem sequências consenso TATA box (T/A)A(A/T). 
Pequenas sequências de DNA denominadas enhancers podem ocorrer na 
região 5’ do gene antes do promotor ou após o terminador ativando a 
expressão do gene.
É importante lembrar que organismos eucariotos possuem 
um núcleo limitando o material genético (DNA) que está contido nos 
cromossomos. Assim, a transcrição e a tradução não são acopladas nos 
Lembre-se que enzimas 
helicases promovem a quebra 
das pontes de hidrogênio entre 
fitas complementares.
Tradução: síntese de proteínas 
que ocorre de acordo com a 
sequência de nucleotídeos da 
molécula de RNA.
Biologia Molecular UAB/Unimontes
41
eucariotos. Então, para que ocorra a síntese de proteínas, os RNAs precisam 
ser processados e transportados para o citoplasma através da membrana 
nuclear (Lewin, 1990).
3.4 RNA POLIMERASES NUCLEARES
As enzimas RNAP dos núcleos transcrevem diferentes genes, em 
locais diversos das células, e necessitam de fatores acessórios distintos.
A RNAP I transcreve um tipo de pré-RNA precursor dos rRNAs 
18 S, 5,8 S e 28 S. Esse é o RNA mais abundante na célula e sua síntese 
ocorre no nucléolo. A transcrição de genes realizada com a RNAP I 
necessita de outras proteínas: a UBF, que interage com regiões de domínio 
central e domínio upstream; a SL1, que é formada por um fator geral de 
transcrição (TBP) que está associado a três fatores acessórios (TAFs), que 
se liga seletivamente ao promotor; e a RNAP I que se liga à sequências de 
diferentes espécies e deve estar ativada para que o complexo de iniciação 
seja formado pela ligação à TFIC ou TIFA.
A RNAP II sintetiza todos os pré-mRNAs celulares e, apesar de 
variarem entre os organismos, os promotores dos genes transcritos por essa 
enzima possuem uma região com sequência conservada TATA box e o sítio 
de início da síntese. O fator geral de transcrição TFIID reconhece e se liga 
a essa região. Além disso, os promotores possuem uma região regulatória 
CAAT box (consenso GGNCAATCT) reconhecida pelo fator de transcrição 
CTF. Nessa região pode haver uma sequência rica em GC que se liga 
ao fator de transcrição SP1. Um enhancer ou uma sequência ativadora 
upstream, em leveduras, pode ocorrer para aumentar a expressão do gene.
A RNAP III sintetiza cerca d 10% do RNA celular, do rRNA 5 S, 
dos tRNAs, do snRNA U6 (participa do processamento do hnRNA) e do 
RNA 7 S. Diferente dos demais, os promotores para RNAP III se localizam 
no sítio de início da transcrição e, por isso, são denominados regiões 
controladoras internas ou ICRs. As ICRs podem ser de dois tipos. Um 
deles é o promotor para tRNAs, formado por uma região A, localizada entre 
+8 e +19 (consenso T(A/G)GC-AG(T/C)-GG) e um região B, localizada 
entre +52 e +62 (consenso GGTTCGA-TCC). O fator TFIIB, composto pelo 
fator geral TBP e dois TAFs, se liga às regiões A e B após a ligação dessas 
com o fator TFIIIC. Para iniciar a síntese do tRNA, a RNAP III se liga a esse 
complexo.
O outro tipo de ICR é o promotor de genes de RNA 5S que 
se localiza entre +50 e +97. Esses promotores são constituídos por 
uma região A, localizada em +51 (consenso (G/C)(T/C)(T/C)AA-C); um 
elemento intermediário (IE), localizado em +70 (consenso GC); e a região 
C, localizada em +79 (consenso (C/T)-G(A/G)TGGG. A RNAP III se liga ao 
complexo após a ligação do fator TFIIIA, na região C, que irá potencializar 
42
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
a ligação de TFIIIC e a ligação de TFIIIB, logo em seguida.
Um terceiro tipo de promotor é reconhecido nos genes que 
codificam o snRNA U6 e o RNA 7S. Esses promotores não possuem as 
regiões A e C, apesar de uma sequência similar à região A esteja presente. 
Além disso, esses promotores apresentam uma região rica em AT, localizada 
em -27, que se assemelha ao TATA box dos promotores para RNAP II.
Pouco se sabe sobre a terminação da transcrição nos organismos 
eucariotos, pois os RNAs sintetizados são alterados para exercerem sua 
função na célula. Geralmente, essas modificações eliminam a extremidade 
3’, mas as três RNAPs terminam a transcrição em regiões do DNA ricas em 
T (Zaha, 2003).
LEWIN, Benjamin. Genes IV. 4.ed. Oxford: Oxford University Press, 1990.
STRYER, Lubert; TYMOCZKO, John; BERG, Jeremy. Bioquímica. 3.ed. 
Guanabara Koogan, 2004.
ZAHA, Arnaldo (Org.). Biologia molecular básica. 3.ed. Porto Alegre: 
Mercado Aberto, 2003.
 
 
43
UNIDADE 4
PROCESSAMENTO DE RNA
Patrícia de Abreu Moreira
Os diferentes RNAs transcritos não se assemelham à molécula de 
RNA madura e funcional. Esses transcritos primários, como são conhecidos, 
precisam sofrer modificaçõese a esse mecanismo denominamos 
processamento de RNA. Os mRNAs são processados em eucariotos, 
enquanto que os rRNAs e tRNAs são processados tanto em eucariotos 
quanto em procariotos.
Os transcritos primários dos mRNAs dos eucariotos possuem 
sequências as quais estão ausentes no RNA maduro e, portanto, não 
codificam nenhuma proteína. Essas sequências existentes nos precursores 
não são incluídas na forma final do RNA (mRNA, rRNA ou tRNA) são 
conhecidas como íntron. As regiões do transcrito primário que são mantidas 
no RNA maduro e que codificam aminoácidos da proteína a ser sintetizada 
são denominadas éxons. A presença de íntrons é característica do genoma 
de procariotos (Figura 25) (Zaha 2003).
Figura 25: Estrutura de um precursor de RNA formado pos íntrons e éxons. 
Fonte: Moreira, P.A.
4.1 PROCESSAMENTO DE MRNA
A molécula de RNA recém-sintetizada que dará origem a um 
mRNA é conhecida como transcrito primário, RNA precursor ou pré-
RNA. Essa molécula é sintetizada no núcleo e sofre algumas modificações 
se transformando no mRNA maduro, ou mRNA processado, que será 
transportado para o citoplasma para conduzir a síntese protéica.
Os precursores do mRNA são conhecidos como hnRNA ou RNA 
nuclear heterogêneo). Essas moléculas se associam às proteínas formando 
as ribonucleoproteínas nucleares heterogêneas que compõem a matriz 
nuclear (Zaha, 2003).
44
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
4.1.1 Adição do cap 5’
É na extremidade 5’ da molécula do hnRNA que acontece a 
sua primeira modificação: a enzima guanilil-transferase adiciona um 
resíduo de guanina ao primeiro nucleotídeo do hnRNA e é formado 
uma estrutura denominada cap. Este primeiro nucleotídeo é trifosfatado 
e, primeiramente, a fosfo-hidrolase retira um grupamento fosfórico do 
mesmo. A guanili-transferase realiza uma ligação 5’-5’ entre o grupamento 
difosfato resultante com uma molécula GTP. Essa estrutura é conhecida 
como cap e sofre uma metilação (adição do radical CH3) na posição 7 da 
guanina catalisada pela enzima guanina-7-metil-transferase, resultando no 
nucleotídeo 7-metilguanilato (Figura 26).
A formação deste cap ocorre em todos os RNAs dos organismos 
eucariotos, exceto em RNAs de organelas. O cap protege a extremidade 5’ 
de exonucleases e serve para o reconhecimento, pelo ribossomo, do sítio 
de início da tradução (Zaha, 2003).
4.1.2 Adição da cauda poli (A)
Muitos mRNAs possuem uma sequência de resíduos de adenina 
em sua extremidade 3’, chamada de cauda poli (A). Essa cauda pode ser 
formada por até 200 resíduos de adenina, não está codificada no DNA 
e não existe nos demais RNAs. Essa cauda é adicionada ao hnRNA pela 
enzima poli (A)-polimerase (Figura 26).
Figura 26: Precursor de mRNA com algumas estruturas de seu processamento. 
Fonte: Moreira, P.A.
Com exceção das leveduras, os eucariotos possuem uma 
sequência conservada AAUAAA situada a 11-30 nucleotídeos antes do sítio 
de poliadenilação, ou seja, antes da região de inserção da cauda poli (A). 
Uma endonuclease gera um corte na extremidade 3’OH da molécula de 
hnRNA, provavelmente porque reconhece a sequência AAUAAA, e ocorre 
a adição da cauda poli (A). Devido a esse mecanismo, essa sequência 
conservada é chamada de sequência sinal para poliadenilação. Além 
disso, ribonucleoproteínas (proteínas associadas às snRNAs) são importantes 
para a clivagem da extremidade 3’ do hRNA. Após a chegada do mRNA 
contendo a cauda poli (A), essa vai reduzindo com o passar do tempo pela 
ação de nucleases. Os mRNAs das histonas de mamíferos não possui cauda 
poli (A) (Zaha, 2003).
Biologia Molecular UAB/Unimontes
45
4.1.3 Metilação
Muitos mRNAs de organismos superiores sofrem ainda uma 
metilação no nitrogênio 6 dos resíduos de adenina nos éxons antes da 
retirada dos íntrons. Acredita-se que o radical metil proteja as porções do 
pré-RNA que precisam ser conservadas (Zaha, 2003).
4.1.4 Splicing
Em seguida à adição do cap, da cauda poli (A) e, quando necessário, 
a metilação das adeninas, os hnRNAs passam pelo processo conhecido 
como splicing, que refere-se à excisão dos íntrons e união dos éxons (Figura 
27). Os éxons são constituídos por regiões codificantes e também por 
sequências 5’ e 3’, as quais não são traduzidas, mas compõem a molécula 
de mRNA maduro (Zaha, 2003).
Figura 27: Mecanismo de splicing no precursor de RNA. 
Fonte: Moreira, P.A.
Estruturas complexas denominadas spliceossomos auxiliam no 
processo da retirada do íntron, após duas reações de transesterificação e 
união dos éxons. Os spliceossomos são formados pela associação entre 
proteínas e pequenas ribonucleoproteínas (snRNPs). As snRNPs são 
associações entre proteínas e moléculas de RNA nuclear (snRNA) ricas em 
uracila. 
A retirada dos íntrons e união dos éxons presentes em uma mesma 
molécula de hnRNA é denominada cis-splicing. Outro tipo de splicing pode 
ocorrer em alguns organismos, como em Trypanosoma brucei: a formação 
de um mRNA a partir da união de éxons provindos de RNAs precursores 
diferentes. Esse mecanismo é denominado trans-splicing (Zaha, 2003).
Reação de transesterificação: 
transferência do fosfato de 
um açúcar a outro, ou seja, 
transferência da ligação 
fosfodiéster.
46
Ciências Biológicas Caderno Didático - 5º Período
4.1.5 Splicing alternativo
Existem casos em que o mesmo transcrito primário pode ser processado de 
diferentes formas e o que era íntron para um mRNA passa a ser éxon para 
outro mRNA, lembrando que ambos provêm do mesmo RNA precursor. 
Esse mecanismo, conhecido como splicing alternativo, pode ser célula-
específico, como no caso do gene que codifica calcitonina e CGRP. O 
mesmo transcrito primário é processado de maneira diferente, de forma 
que na tireóide seja produzido o hormônio calcitonina, que auxilia o rim na 
retenção do cálcio, e nos neurônios seja produzido o peptídeo relacionado 
ao gene da calcitonina (CGRP), que está envolvido no sentido da gustação 
(Figura 28).
Figura 28: Mecanismo de splicing no precursor de RNA. 
Fonte: Moreira, P.A.
Finalizado o processamento do RNA precursor, o mRNA maduro 
é reconhecido por proteínas que auxiliam no transporte dessa molécula 
do núcleo para o citoplasma, local em que ocorrerá a síntese de proteínas 
(Zaha, 2003).
4.2 PROCESSAMENTO DE RRNA
4.2.1 Processamento em procariotos
Muitas cópias dos genes de rRNA estão espalhadas pelo genoma 
de bactérias e organizadas em operons (veremos sobre operons na Unidade 
VI). Neste operons estão presentes pelo menos uma cópia dos genes de 
rRNA 16 S, 23 S e 5 S, além de genes de tRNA, como veremos a seguir. No 
transcrito primário formado cada um dos genes está separado do outro por 
um espaçador.
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47
No processamento deste transcrito atuarão algumas enzimas 
para clivagem das subunidades do rRNA: a RNase III cliva o RNA que 
está em forma dupla nas sequências adjacentes aos rRNAs 16S e 23 S, 
em seguida, RNases M16 e M23 finalizam o processamento dos rRNAs, 
respectivamente, 16 S e 23 S. A RNase E produz o precursos do rRNA 5 
S também pela clivagem do RNA fita dupla nas sequências adjacentes. A 
finalização do processamento do rRNA 5 S é feita pela RNase M5 (Zaha, 
2003).
4.2.2 Processamento em eucariotos
Quatro rRNAs com diferentes coeficientes de sedimentação são 
encontrados nos eucariotos: 5 S, 5,8 S, 18 S e 28 S. Os três últimos fazem 
parte de uma única unidade de transcrição realizada pela RNAP I, a qual 
é clivada por ribonucleoproteínas que modificam a estrutura e resulta 
na formação dos rRNAs maduros 5,8 S, 18 S e 28 S que vão constituir o 
ribossomo. Geralmente, a primeira clivagem que ocorre libera o rRNA 18 
S, em seguida ocorre outra clivagem, que libera o 5,8S e, por último, a 
clivagem que libera o 28 S. Em Drosophila e outros dípteros ocorre ainda 
uma outra clivagem que