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Transcrição
Mecanismo de produção enzimática de um RNA a partir
de um molde de DNA
� Precursores são ribonucleosídeos trifosfato; 
� Somente uma das fitas do DNA é utilizada como molde; 
� Não existe a necessidade de um iniciador para a incorporação do primeiro
nucleotídeo
� Primeiro nucleotídeo é incorporado na forma de trifosfato
� Demais nucleotídeos são incorporados na forma de monofosfato
� A transcrição, da mesma forma que a replicação, ocorre na orientação 5’ – 3’
� A replicação envolve a cópia de todo o cromossomo enquanto que a transcrição
ocorre de maneira seletiva
Transcrição X Replicação
Fita codificante
Fita molde
Transcrição
Em
Procariotos
Um segmento do DNA que será transcrito para produzir
uma molécula de RNA é chamado unidade transcricional
�RNA mensageiro, cuja função é levar a informação armazenada no DNA para
ser decodificada em proteína; 
�RNA transportador, responsável pelo transporte de aminoácidos ativados até
os ribossomos, o que possibilita a síntese protéica
�RNA ribossomal, componente dos ribossomos, estrutura na qual ocorre a 
síntese protéica.
Tipos de RNA em procariotos
Unidade Transcricional em procariotos
downstreamupstream
RNA POLIMERASE DE ESCHERICHIA COLI
�A RNA polimerase é uma proteína multimérica
�A RNA polimerase de Escherichia coli, conhecida como holoenzima RNA 
pol, possui uma massa molecular de 480 kDa
�Formada por cinco polipeptídeos, sendo que dois deles são idênticos. 
2 subunidades α (acoplamento do complexo)
1 subunidade β, (contém um sítio de ligação ao ribonucleosídeo
trifosfato)
1 subunidade β’ (contém uma região de ligação ao molde de DNA)
1 subunidade ωωωω
subunidade σ (reconhecimento da região de iniciação da
transcrição - promotor)
RNA POLIMERASE DE ESCHERICHIA COLI
núcleo
catalíticoholoenzima
Arquitetura da RNA POLIMERASE bacteriana
� Iniciação
� Alongamento
� Término
A transcrição envolve três etapas:
Início da transcrição
• ligação da RNA pol ao promotor – formação do complexo fechado
• abertura do DNA molde
• formação das ligações fosfodiéster entre os primeiros nucleotídeos
(10ntdeos)
PROMOTOR
•Região do DNA localizada acima do início da transcrição (5’ em relação ao nucleotídeo
+1). 
•Essa região apresenta seqüências específicas de nucleotídeos denominadas sequências
consenso. 
•Estão localizadas nas posições 10 e 35 acima do nucleotídeo +1, sendo, por isso, 
chamadas seqüências -10 e -35
•O consenso para a seqüência -10 é 5’ TATAAT 3’ e para a seqüência -35 é 5’ TTGACA 3’.
•Elemento promotor a montante (UP)- reconhecido pela subunidade α α α α da RNA pol
pirofosfólise
Correção pela RNA pol
Término
Dois tipos de terminações foram descritos em Escherichia coli. 
�Terminação dependente de ρ (rho)
�Terminação independente de ρ
Terminação independente de ρ
Terminação dependente
de ρ (rho)
Transcrição em eucariotos e
processamento co-transcricional
Fatores transcricionais da RNApol II
A transcrição em eucariotos pode ser dividida em várias etapas:
acoplamento do complexo de iniciação, iniciação, alongamento e 
terminação.
Figure 6-17. Consensus sequences found in the vicinity of eucaryotic RNA polymerase II start points. The name given to each
consensus sequence (first column) and the general transcription factor that recognizes it (last column) are indicated. N indicates any
nucleotide, and two nucleotides separated by a slash indicate an equal probability of either nucleotide at the indicated position. In 
reality, each consensus sequence is a shorthand representation of a histogram similar to that of Figure 6-12. For most RNA 
polymerase II transcription start points, only two or three of the four sequences are present. For example, most polymerase II 
promoters have a TATA box sequence, and those that do not typically have a “strong” INR sequence. Although most of the DNA 
sequences that influence transcription initiation are located “upstream” of the transcription start point, a few, such as the DPE 
shown in the figure, are located in the transcribed region. 
Estudo dos elementos
promotores
Maturação e Processamento do pré-mRNA
• Capeamento do terminal 5’
(incorporação de uma guanosina metilada)
• Splicing
(remoção de íntrons)
• Cauda poliA do terminal 3’
(adição de uma sequência de ~200 resíduos de adenosinas)
Maturação e Processamento de mRNAs
Maniatis & Reed, 2002
São processos coordenados pela transcrição e que influenciam na eficiência e 
especificidade um do outro
Moorhead et al., 2007; Saunders et al., 2006
Domínio C-terminal da RNA pol II
Figure 6-23. The “RNA factory” concept for 
eucaryotic RNA polymerase II. Not only does the 
polymerase transcribe DNA into RNA, but it also 
carries pre-mRNA-processing proteins on its tail, 
which are then transferred to the nascent RNA at 
the appropriate time. There are many RNA-
processing enzymes, and not all travel with the 
polymerase. For RNA splicing, for example, only a 
few critical components are carried on the tail; 
once transferred to an RNA molecule, they serve 
as a nucleation site for the remaining components. 
The RNA-processing proteins first bind to the RNA 
polymerase tail when it is phosphorylated late in 
the process of transcription initiation (see Figure 6-
16). Once RNA polymerase II finishes transcribing, 
it is released from DNA, the phosphates on its tail 
are removed by soluble phosphatases, and it can 
reinitiate transcription. Only this dephosphorylated
form of RNA polymerase II is competent to start 
RNA synthesis at a promoter. 
Como são recrutados os fatores de processamento
do preRNAm em RNAm maduro?
Molecular Biology of the Cell, 4ªedition
Molecular Biology of the Cell, 4ªedition
CTD terminal - 52 repetições de 7aa 
com duas serinas alvo de fosforilação
Metil-transferase adiciona um grupo
metil na posição 7’ da guanosina
Adição de um grupo metil a 
ribose em alguns casos
As reações de capeamento da extremidade
5’ do RNAm nascente eucariótico
polimerizado pela RNA Pol II
Fosfatase remove 
um fosfato da
extremidade 5’
extremidade 5’ do transcrito nascente
Guanil-transferase
adiciona um Guanosina
mono-fosfato. 
Reação: 5’ - 5’ e não 5’ – 3’
Capeamento do terminal 5’ do mRNA
Funções:
• Regulação da estabilidade do mRNA
• Splicing eficiente
• Exportação para o citoplasma
• Início da tradução protéica
Estrutura dos genes humanos: arranjos exon-intron
Splicing do pré-mRNA
�Cada evento de splicing remove um íntron através de duas reações
sequenciais de transesterificação.
�Dois éxosn são reunidos e o íntron é liberado na forma de alça
�Maquinaria complexa: 5 moléculas de RNA e + de 50 ptns
�Sequencias consenso que sinalizam o início e o final dos íntrons
Ponto de raminficação
Reação de Splicing
�Hidroxila da adenina ataca a 
região 5’ de splicing e rompe a 
lig. açúcar –fosfato neste ponto
�A extremidade 5’cortada do 
íntron torna-se covalentemente
ligada a adenina
�A extremidade 3’-OH livre
liberada da sequencia do éxon
reage com o ínicio da seq. do 
éxon seguinte e libera a seq. do 
íntron na forma de alça.
Formação do 
Spliceossomo
Moorhead et al., 2007
snRNAs: U1, U2, U3, U4, U5
Cada um é complexado
com pleo menos 7 
subunidades protéicas
snRNPs
I Reação de
Transesterificação
5’ do itron covalentemente
ligado a adenina pela OH- C2’
da ribose
II Reação de
Transesterificação
Figure 6-30. Several of the rearrangements that take 
place in the spliceosome during pre-mRNA splicing.
Shown here are the details for the yeast Saccharomyces
cerevisiae, in which the nucleotide sequencesinvolved are 
slightly different from those in human cells. (A) The 
exchange of U1 snRNP for U6 snRNP occurs before the 
first phosphoryl-transfer reaction (see Figure 6-29). This 
exchange allows the 5′ splice site to be read by two 
different snRNPs, thereby increasing the accuracy of 5′
splice site selection by the spliceosome. (B) The branch-
point site is first recognized by BBP and subsequently by 
U2 snRNP; as in (A), this “check and recheck” strategy 
provides increased accuracy of site selection. The binding 
of U2 to the branch-point forces the appropriate adenine 
(in red) to be unpaired and thereby activates it for the 
attack on the 5′ splice site (see Figure 6-29). This, in 
combination with recognition by BBP, is the way in which 
the spliceosome accurately chooses the adenine that is 
ultimately to form the branch point. (C) After the first 
phosphoryl-transfer reaction (left) has occurred, U5 snRNP
undergoes a rearrangement that brings the two exons
into close proximity for the second phosphoryl-transfer 
reaction (right). The snRNAs both position the reactants 
and provide (either all or in part) the catalytic site for the 
two reactions. The U5 snRNP is present in the spliceosome
before this rearrangement occurs; for clarity it has been 
omitted from the left panel. As discussed in the text, all of 
the RNA-RNA rearrangements shown in this figure (as well 
as others that occur in the spliceosome but are not 
shown) require the participation of additional proteins 
and ATP hydrolysis. 
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Ao longo do splicing, interações RNA-RNA são
responsáveis pela reunião e rearranjo dos 
componentes do spliceossomo
O correto splicing depende da ordem de apresentação dos sítios
de splicing e da definição do éxon pela proteínas da maquinaria
de splicing A contribuição
das proteínas
hnRNPs
(ribonucleoptns
heterogêneas) e 
SR !! 
Atuam
delimitando um 
íntron, ligando-
se ao longo do 
íntron e 
reduzindo o 
reconhecimento
inespecífico de 
um íntron como
um éxon
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Ligação direcionada pelo CAP 5’
Splicing Alternativo – diferentes mRNA derivados de um único gene
Srebrow & Kornblihtt, 2006
� Maior fonte de diversidade protéica – estima-se 60% de todos os genes humanos
produzam exons alternativos
Exemplo: splicing alternativo em α- tropomiosina de rato
Íntrons auto-catalíticos não necessitam da atividade de snRNPs para
realização do splicing, sendo divididos em dois grupos:
• GRUPO I: utilizam uma ganosina reativa
• GRUPO II: adenina reativa e intermediário na forma de laço
possível forma 
ancestral do 
splicing de pré-
mRNA 
observado
atualmente em
eucariotos!!
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Poliadenilação no terminal 3’ do mRNA
CPSF CstF
CPSF – Cleavage Poliadenilation
Stimulation Factor, ou Fator de 
estimulação da clivagem e 
poliadenilação;
CstF- Cleavage stimulating factor, ou
fator de estimulação da clivagem.
Poliadenilação no 
terminal 3’ do mRNA
Prodfoot et al., 2002
Funções:
� Transporte nuclear
� Tradução
� Estabilidade do mRNA
CPSF – Cleavage Poliadenilation
Stimulation Factor, ou Fator de 
estimulação da clivagem e 
poliadenilação;
CstF- Cleavage stimulating factor, ou
fator de estimulação da clivagem.
Os RNAm maduros são exportados pelo complexo do poro nuclear 
somente se receberem uma assinatura de “pronto para exportação”
Figure 6-40. Schematic illustration of an “export-ready” mRNA molecule and its transport through the nuclear pore.
As indicated, some proteins travel with the mRNA as it moves through the pore, whereas others remain in the 
nucleus. Once in the cytoplasm, the mRNA continues to shed previously bound proteins and acquire new ones; these 
substitutions affect the subsequent translation of the message. Because some are transported with the RNA, the 
proteins that become bound to an mRNA in the nucleus can influence its subsequent stability and translation in the 
cytosol. RNA export factors, shown in the nucleus, play an active role in transporting the mRNA to the cytosol (see 
Figure 12-16). Some are deposited at exon-exon boundaries as splicing is completed, thus signifying those regions of 
the RNA that have been properly spliced. 
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A cobertura do RNAm com os fatores adicionados durante as 
modificações co-transcriconais determinam o momento da exportação
•hnRNP;
•Proteínas SR;
•CBC;
•Ligação PoliA
Ausência da cauda C-terminal
Processamento do RNA ribossomal precursor transcrito pela RNA polimerase I
Figure 6-43. Modifications of the precursor rRNA by guide 
RNAs. (A) Two prominent covalent modifications occur after 
rRNA synthesis; the differences from the initially incorporated 
nucleotide are indicated by red atoms. (B) As indicated, 
snoRNAs locate the sites of modification by base-pairing to 
complementary sequences on the precursor rRNA. The 
snoRNAs are bound to proteins, and the complexes are called 
snoRNPs. snoRNPs contain the RNA modification activities, 
presumably contributed by the proteins but possibly by the 
snoRNAs themselves. 
Modificações no RNA ribossomal:
� Pseudouridinação
�Metilações
snoRNAs
O processamento do rRNA e a sua montagem sob a forma de ribossomos
ocorre no nucléolo
O nucléolo (Atua como fábrica molecular dos ribossomos) 
Estrutura do Nucléolo:
• A estrutura mais bem caracterizada do núcleo;
• O nucléolo é uma região especializada
circundando os genes de RNA ribossômicos
(rRNA) transcricionalmente ativos (local de 
biogênese, processamento, e montagem inicial
das subunidades ribossômicas)
• A transcrição dos genes concentra-se nos
centros fibrilares e na borda que circunda esses
centros, chamada de componente fibrilar
denso;
• Apresentam o componente granular, local de 
montagem dos ribossomos e é composto de 
agrupamentos condensados de partículas pré-
ribossômicas;
• O nucléolo se desmonta na mitose, dispersando
o componente fibrilar e granular. Agregando-se 
após a mitose com formação de corpúsculos pré-
nucleolares.
LEMBRE-SE: a síntese das proteínas
ribossomais ocorre no citoplasma em ribossomos
livres! As proteínas recém-sintetizadas são
transportadas para o núcleo, sendo montadas no 
componente granular dos nucléolos;
Em bactérias…
Processamento do
tRNA
Figure 6-21. Summary of the steps leading from gene to protein in eucaryotes and bacteria. The final level of a protein in the cell depends on
the efficiency of each step and on the rates of degradation of the RNA and protein molecules. (A) In eucaryotic cells the RNA molecule produced
by transcription alone (sometimes referred to as the primary transcript) would contain both coding (exon) and noncoding (intron) sequences. 
Before it can be translated into protein, the two ends of the RNA are modified, the introns are removed by an enzymatically catalyzed RNA 
splicing reaction, and the resulting mRNA is transported from the nucleus to the cytoplasm. Although these steps are depicted as occurring one
at a time, in a sequence, in reality they are coupled and different steps can occur simultaneously. For example, the RNA cap is added and
splicing typically begins before transcription has been completed. Because of this coupling, complete primary RNA transcripts do not typically
exist in the cell. (B) In procaryotes the production of mRNA molecules is much simpler. The 5′ end of an mRNA molecule is produced by the
initiation of transcription by RNA polymerase, and the 3′ end is produced by the termination of transcription. Since procaryotic cells lack a 
nucleus, transcription and translationtake place in a common compartment. In fact, translation of a bacterial mRNA often begins before its 
synthesis has been completed. 
RNAm procariótico policistrônico versus RNAm eucariótico
monocistrônico capeado e poliadenilado
Figure 6-22. A comparison of the structures of procaryotic and eucaryotic mRNA molecules. (A) The 5′ and 3′ ends of a 
bacterial mRNA are the unmodified ends of the chain synthesized by the RNA polymerase, which initiates and terminates 
transcription at those points, respectively. The corresponding ends of a eucaryotic mRNA are formed by adding a 5′ cap 
and by cleavage of the pre-mRNA transcript and the addition of a poly-A tail, respectively. The figure also illustrates 
another difference between the procaryotic and eucaryotic mRNAs: bacterial mRNAs can contain the instructions for 
several different proteins, whereas eucaryotic mRNAs nearly always contain the information for only a single protein. (B) 
The structure of the cap at the 5′ end of eucaryotic mRNA molecules. Note the unusual 5′-to-5′ linkage of the 7-methyl G to 
the remainder of the RNA. Many eucaryotic mRNAs carry an additional modification: the 2′-hydroxyl group on the second 
ribose sugar in the mRNA is methylated (not shown). 
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