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Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 1 www.medresumos.com.br TRANSCRIÇÃO DO RNA O Dogma Central da Biologia Molecular consiste no fato que o DNA sofre replicação, transcrição e tradução continuamente. A transcrição consiste no processo de produção de RNA a partir de uma fita de DNA (fita template). OBS 1 : Na década de 70, foi descoberta uma enzima que produz DNA a partir de RNA – a transcriptase reversa. OBS²: Para que haja a transcrição e a tradução, não é necessário que o DNA seja duplicado, o que ocorre, por exemplo, nos neurônios, que são células que não se duplicam. Para um determinado gene, apenas uma fita de DNA é transcrita. A fita escolhida é chamada de template (fita molde ou “sem sentido”), enquanto a fita não escolhida é chamada de fita “com sentido”. Essa nomenclatura acontece pois, quando foi feito o estudo do genoma humano, observou-se que a fita que não é transcrita é exatamente igual ao RNA sintetizado, salvo apenas as diferenças entre as bases T (exclusiva para DNA) e U (exclusiva para RNA). Para haver síntese de RNA, é necessário que a RNA polimerase reconheça um ponto de início e um ponto de finalização, por meio de sinais (promotores e terminadores – figura ao lado), uma vez que a molécula de DNA é muito extensa e certas transcrições são bastante restritas. Em procariotos, uma mesma enzima RNA polimerase é responsável por produzir os três tipos de RNA: ribossômico, mensageiro e transportador. Já nos eucariotos, existe uma RNA polimerase para cada tipo de RNA: RNA polimerase I – RNA ribossômico; RNA polimerase II – RNA mensageiro; RNA polimerase III – RNA transportador. OBS 3 : Note que o sentido da transcrição se dá inversamente em relação a fita template e ao RNA sintetizado: enquanto a fita template está no sentido 3’ 5’, o RNA sintetizado encontra-se no sentido 5’ 3’. Note que, na figura acima, há uma sequência de nucleotídeos T e A que não foram transcritos. Essa sequência, comum à todos do promotores, é chamada de box de Pribnow (box de TATA), que é uma sequência de bases localizadas cerca de 10 bases antes do primeiro nucleotídeo a ser transcrito. Daí que vem a convenção que diz: o ponto a partir do primeiro nucleotídeo transcrito recebe o sinal de + (positivo ou down stream), enquanto o ponto localizado antes do primeiro nucleotídeo transcrito recebe o sinal de – (negativo ou up stream). O local onde a enzima RNA polimerase se liga ao DNA é chamado de promotor, que consiste em uma grande sequência de bases do DNA, encobrindo cerca de 25 a 35 pares de bases. Procariotos possuem uma proteína acoplada à enzima RNA polimerase, chamada de fator σ (sigma) que é essencial para o reconhecimento do sinal do promotor pela enzima. Ou seja, o fator σ é essencial para iniciação da síntese de RNA nos procariotos. É esse fator σ que reconhece o box de Pribnow para iniciar a síntese do RNA a partir desse ponto. Sem esse fator promotor, a síntese de RNA em procariotos aconteceria de forma errada, resultando em moléculas de RNA defeituosas. Após a sua função de localizar o ponto de iniciação, o fator σ se desacopla da enzima. Em eucariotos não existe fator σ. Em seu lugar, entram em ação os fatores basais de transcrição para que a enzima RNA polimerase II inicie a síntese de RNA mensageiro. Arlindo Ugulino Netto. GENÉTICA 2016 Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 2 www.medresumos.com.br FASES DA TRANSCRIÇÃO 1. Iniciação: Reconhecimento do ponto de iniciação a partir do box de Pribnow ou pelo auxílio do fator σ em procariotos. 2. Elongação: adição de nucleotídeos na cadeia de RNA no sentido 5’3’. A molécula de RNA polimerase contém atividades tanto de desenrolar o DNA quanto de enrolá-lo novamente (a enzima, continuamente, desenrola a dupla hélice de DNA adiante do sítio de polimerização e reenrola os filamentos complementares de DNA atrás do sítio de polimerização). 3. Terminação: existem duas maneiras de se barrar a síntese de RNA. Em ambos os tipos de terminação de RNA, forma-se um grampo anteriormente à uma grande sequência de uracilas (UUUU). Essa fileira de U é tida como facilitadora da liberação das cadeias de RNA recém-formadas do molde de DNA, quando a estrutura em grampo faz com que a RNA polimerase pare neste sítio. Terminação dependente do fator ρ (“rô”): é um mecanismo ainda incerto. Parece que esse fator separa a ligação entre o RNA e o DNA, fazendo com que a síntese pare ao retirar o RNA da “bolha” de transcrição. Terminação independente do fator ρ. PROCESSAMENTO DE RNA MENSAGEIRO EM EUCARIOTOS São modificações na constituição do RNAm durante ou após a transcrição. Esse processamento envolve três fases: 1. São adicionados revestimentos (caps) de 7-metil guanosina às pontas 5’ dos transcritos primários. Esses caps são nucleotídeos de guanina trifosfatado que recebem um grupo metil. Esses grupos fosfato vão fazer uma ligação incomum 5’5’ entre os açúcares (figura ao lado). O primeiro nucleotídeo que possui o metil é chamado de cap 0. O segundo nucleotídeo recebe esse cap ou no açúcar, ou até mesmo na própria base nitrogenada, sendo chamado de cap 1. O terceiro, cap 2, e assim por diante até somar cerca de 5 caps. Esse cap é importante pois: Tenta estabilizar a molécula de RNA. Auxilia na ligação do RNAm com o ribossomo no processo de tradução. Arlindo Ugulino Netto ● MEDRESUMOS 2016 ● GENÉTICA 3 www.medresumos.com.br 2. Adição de caudas poliA às pontas 3’ dos transcritos, que são geradas por clivagem em vez do término da extensão da cadeia. Essa sequência é constante em todos os RNAs e é adicionada por enzimas poliA polimerase. Essa cauda na extremidade 3’ é importante pois: Serve para estabilização do RNA Fornecimento de energia na migração do RNA do núcleo para o citoplasma (uma vez que essas bases vão sendo perdidas). Junção do das subunidades do ribossomo 40s e 60s. 3. Processo de splicing ou montagem gênica, que consiste na retirada de sequências não codificantes do RNA chamadas de introns, realizando a união das regiões codificantes restantes chamadas de exons. Esse processo só é presente nos eucariotos e nos vírus nucleares. O RNA primário (heteronuclear) é o RNA sintetizado antes de sofrer o splicing por meio de einzimas ribonucleoproteínas (SNURF). Os exons (regiões codificadoras) são intercalados por introns (regiões não codificadoras). Os introns vão sendo eliminados do RNA primário em forma de laço (figura ao lado), enquanto os exons vão sendo reunidos. O RNA final (constituído de exons apenas) é que vai ser traduzido, e representa apenas 5% do tamanho do RNA primário (os genes possuem muito mais introns que exons). OBS 3 : Ribozimas são RNAs que possuem atividade catalítica, ou seja, que podem realizar splicing sem ser necessária a atuação de enzimas nucleares. Isso é uma das evidências que a primeira molécula de ácido nucleico a se formar foi o RNA.
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