Transcrição do DNA

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Transcrição da aula – Transcrição 
Transcrição é a síntese de RNA utilizando DNA como molde. Existem três diferenças essenciais 
na química do RNA e do DNA: (1) RNA tem açúcar-ribose; (2) RNA contém a base uracila no 
lugar de timina; e (3) o RNA não é encontrado na forma de dupla-fita (exceto em alguns vírus). 
Geralmente as enzimas que atuam no DNA não tem efeito sobre o RNA e vice-versa. 
O RNA é fita simples, mas em algumas regiões se dobram entre si (regiões onde o 
emparelhamento de bases é possível) formando a estrutura secundária. 
Três tipos principais de RNA estão envolvidos na síntese proteica: RNAm, RNAt e RNAr. Vários 
outros tipos de RNA são também conhecidos, estando a maioria na regulação. 
1. Transcrição 
 A transcrição da informação genética é realizada pela enzima RNA-polimerase. Assim como a 
DNA-polimerase, a RNA-polimerase catalisa a formação de ligações fosfodiéster, porém, nesse 
caso, entre ribonucleotídeos. Durante a elongação de uma cadeia de RNA, os 
ribonucleotídeos-trifosfato são adicionados ao grupo 3’-OH da ribose do nucleotídeo 
precedente. Assim, a direção global do crescimento é 5’  3’ , e a fita recém sintetizada é 
antiparalela a fita-molde de DNA, a partir da qual o RNA foi transcrito. 
 
(a) Etapas da síntese de RNA. Os sítios de iniciação (promotor) e de terminação correspondem 
a sequências nucleotídicas específicas do DNA. A RNA-polimerase move-se ao longo da cadeia 
de DNA, promovendo a abertura temporária da dupla-hélice, transcrevendo uma das fitas do 
DNA. 
Contrariamente à DNA-polimerase, a RNA-polimerase é capaz de iniciar novas fitas de 
nucleotídeos de forma independente, pois não necessita de um iniciador. 
Diferente da replicação do DNA, que copia genomas inteiros, a transcrição copia unidades de 
DNA muito menores, frequentemente correspondendo a um único gene. Esse sistema permite 
à célula transcrever genes diferentes, em frequências diferentes, dependendo das 
necessidades da célula para diferentes proteínas. 
1.1 RNA-polimerase: 
A RNA-polimerase de bactérias possui 5 subunidades diferentes - β, β’, α, ω (ômega) e σ 
(sigma). Essas subunidades interagem, formando a enzima ativa, denominada holoenzima da 
RNA-polimerase, porém o fator sigma não se encontra tão fortemente ligado como as demais 
subunidades, podendo dissociar-se facilmente, levando a formação da enzima cerne. A enzima 
cerne sozinha sintetiza o RNA, enquanto o fator sigma reconhece o sítio apropriado para a o 
início da síntese de RNA, no DNA. 
1.2 Promotores: 
Para iniciar a síntese de RNA corretamente, é necessário que a RNA-polimerase, 
primeiramente, reconheça os sítios de iniciação no DNA, denominados promotores. A 
subunidade sigma reconhece a região promotora (em bactérias). Uma vez que a RNA-
polimerase se encontra ligada ao promotor, a transcrição pode ocorrer. A RNA-polimerase 
abre a dupla-fita de DNA formando uma bolha de transcrição. Esse desenovelamento 
transitório expõe a fita-molde e permite que ela seja copiada no complemento de RNA. 
Quando uma região do DNA apresenta dois promotores próximos, com direções opostas, a 
transcrição a partir de um dos promotores ocorre em uma direção (em uma das fitas de DNA), 
enquanto a transcrição a partir do outro promotor ocorre na direção oposta (na outra fita). 
1.3 Sequências-consenso: 
O termo "sequências de consenso" aplica-se a sequências de nucleotídeos (DNA ou RNA) e de 
aminoácidos. Tomando o DNA e o processo de transcrição como exemplo, o que sucede é que 
um determinado conjunto de bases responsáveis por uma determinada função (por exemplo, 
promover a transcrição - promotor) varia bastante na forma como os nucleotídeos se 
sucedem, embora uma determinada sequência seja muito mais frequente. Assim, dos quatro 
possíveis nucleotídeos para a posição -35, um deles ocorre com muito maior frequência, o 
mesmo sucedendo para a posição -34, -33, etc. As sequências de consenso são as que ocorrem 
com maior frequência, e que, portanto, refletem, em média, a sequência correspondente a 
uma determinada função. 
1.4 Término da transcrição: 
Em uma célula bacteriana em crescimento, apenas aqueles genes que necessitam ser 
expressos são normalmente transcritos. Portanto, é importante que a transcrição seja 
concluída no local correto. A terminação da síntese de RNA (em bactérias, um sinal comum de 
terminação no DNA corresponde a uma sequência rica em GC, contendo uma repetição 
invertida com um segmento central não repetido) é governada por sequências de bases 
específicas presentes no DNA. 
O outro mecanismo para a terminação da transcrição em bactérias utiliza um fator proteico 
específico, conhecido como Rho. O fator Rho não se liga à RNA-polimerase ou ao DNA, porém 
liga-se fortemente ao RNA e desloca-se para baixo na cadeia em direção ao complexo RNA-
polimerase-DNA. Quando a RNA-polimerase realiza uma pausa no sítio de terminação Rho-
dependente (uma sequência específica no DNA-molde), esse fator causa a liberação do RNA e 
da RNA-polimerase do DNA, finalizando a transcrição. 
2. A unidade de transcrição 
A informação genética é organizada em unidades de transcrição. Essas unidades são 
segmentos de DNA que são transcritos em uma única molécula de RNA. Cada unidade de 
transcrição está conectada por sítios onde a transcrição é iniciada e terminada. Algumas 
unidades de transcrição contêm apenas um único gene. 
2.1 RNA ribossomal e transportador e a longevidade do RNA: 
A maioria dos genes codifica proteínas, porém outros codificam RNA que não são traduzidos, 
como o RNA ribossomal ou o RNA transportador. Existem vários tipos diferentes de RNAr em 
um organismo. Bactérias e arqueias possuem três tipos: RNAr 16S, RNAr 23S e RNAr 5S (com 
um ribossomo apresentando uma cópia de cada; existem unidades de transcrição que contêm 
um gene de cada um desses RNA, sendo esses genes cotranscritos. Dessa forma, a unidade de 
transcrição da maioria dos RNArs é mais extensa que um único gene. Em procariotos, os genes 
de RNAt são frequentemente cotranscritos entre si, ou mesmo com genes de RNAr. Esses 
cotranscritos são processados por proteínas celulares específicos, que os clivam em unidades 
individuais, gerando RNArs ou RNAt maduros (funcionais). Em procariotos, a maioria dos RNA 
mensageiros possui meia-vida curta (da ordem de poucos minutos), após a qual são 
degradados por enzimas denominadas ribonucleases. Isso não é observado nos RNAr e RNAt, 
que são RNA estáveis. 
 
2.2 RNAm policistrônico e o óperon: 
Em procariotos, os genes que codificam diversas enzimas de uma via metabólica em particular, 
por exemplo, a biossíntese de um determinado aminoácido, são geralmente agrupados. A 
RNA-polimerase move-se ao longo de tais agrupamentos e transcreve toda a série de genes, 
originando uma única longa molécula de RNAm. Um RNAm que codifica tal grupo de genes 
cotranscritos é denominado RNAm policistrônico. RNAm policistrônicos possuem múltiplas 
janelas abertas de leitura, porções do RNAm que de fato codificam aminoácidos. Quando esse 
RNAm é traduzido, vários polipeptídeos são sintetizados, um após o outro, pelo mesmo 
ribossomo. 
Um grupo de genes relacionados, transcritos em conjunto, gerando um único RNAm 
policistrônico, é referido como um óperon. A organização de genes de uma mesma via 
bioquímica ou de genes necessários, sob as mesmas condições, em um óperon, permite sua 
expressão coordenada. Frequentemente, a transcrição de um óperon é controlada por uma 
região específica do DNA, situada imediatamente a montante à região codificadora de 
proteínas do óperon.