TRANSCRIÇÃO 2013

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TRANSCRIÇÃO 
 Replicação 
Transcrição Tradução 
 No processo de TRANSCRIÇÃO, a informação contida na molécula do DNA é 
copiada em uma molécula de RNA mensageiro (mRNA). 
 No processo de TRADUÇÃO, o mRNA serve como molde para a síntese de 
proteínas que com a ajuda do RNA ribossômico (rRNA) e RNA de transferência 
(tRNA). 
Transcrição 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tradução 
Fonte: Molecular Cell Biology – Lodish et al. 4th ed. 
ORGANIZAÇÃO GÊNICA 
 Beadle e Tatum (40´): unidade hereditária : região do DNA responsável pela 
produção de uma proteína. 
 
 GENE: unidade de DNA que contém a informação para a síntese de uma 
proteína específica : expressão do gene : mRNA : proteína 
 
SEQUÊNCIA CODANTE e SEQUÊNCIAS REGULATÓRIAS 
 
 SEQUÊNCIA CODANTE: Sequência que será transcrita em mRNA e 
posteriormente traduzida em proteína. 
 Início : codon de iniciação : ATG : Metionina 
 Término: stop codon (TGA): não codifica aminoácido 
SEQUÊNCIAS REGULATÓRIAS: Sequências de DNA que serão 
reconhecidas por proteínas específicas para o recrutamento da RNA 
polimerase e posterior trancrição da sequência codante. 
 
. Promotor: localizada anteriormente a sequência codante 
. Enhancer: localizada distante da sequência codante 
Expressão dos genes ocorrerá de acordo com o estado fisiológico da célula 
 
Início da transcrição: promotor 
Final da transcrição: terminador 
Controle da expressão gênica: quais genes serão expressos na célula em 
determinado momento 
a transcrição gênica é regulada por proteínas 
ATG TGA 
UAC 
PROMOTOR 
RNA Pol 
Sequências consensos + FT 
Codon de Iniciacao. Stop Codon 
+1 
mRNA 
INÍCIO DA TRANSCRIÇÃO : 
RECONHECIMENTO DO PROMOTOR 
SEQUÊNCIA CODANTE 
 Hurwitz, Sevens e Weiss (1960) : síntese de uma fita de RNA : DNA molde 
 Ligam-se a sequências específicas do DNA: promotor 
 Separam as fitas de DNA : bolha de transcrição – DNA/ RNA – 8 pb 
 17 pb : DNA “unwind” – proteínas + topoisomerase 
 
 Catalisam a formação da fita de mRNA: ligações fosfodiéster entre 
ribonucleotídios - sentido 3'-->5‘ 
 
 Iniciam a síntese de uma molécula de ácido nucléico na ausência de um 
iniciador ou primer 
 
 O molde de DNA determina a ordem em que os ribonucleotídios serão 
adicionados : A=U 
 G=C 
RNA POLIMERASES 
Fita codante 
Fita molde 
Transcrito de RNA 
RNA Polimerase E. coli 
 + Subunidade σ (Sigma) 
Escherichia coli 
. Sigma 70: Regula a expressão da maioria dos genes 
. Sigma 32: Regula a expressão dos genes de choque térmico (heat shock proteins) 
. Sigma 28: Regula a expressão do operon do flagelo 
. Sigma 38: Regula a expressão de genes sob stress extremo 
. Sigma 54: Regula a expressão de genes para o metabolismo de Nitrogênio 
 
RNA pol I síntese do pré-rRNA 
 
RNA pol II síntese de mRNA e snRNA 
 
RNA pol III síntese de tRNA, rRNA (5S e 7S) e snRNA 
RNA Polimerase - Eucarioto 
 Fatores de Transcrição (FT) para genes codificadores de proteínas 
 Fatores de Transcrição (FT) para genes ribossomais 
 
 Sequências consenso dos promotores de genes codificadores de proteínas: 
 TATA box: -35 to –20 do ATG (TATAAA) 
 CAAT box e GC box : elementos próximos ao promotor 
FT : motivos de ligação ao DNA 
• Zinc finger 
• Helix-turn-helix 
• Leucine zipper 
 Região do DNA localizada anterior a sequência codante, regula o início da 
transcrição: reconhecimento das sequências consensos do promotor e 
ancoramento da RNA polimerase. 
 
 Procariotos: reconhecida pelo fator Sigma da RNA polimerase. 
 Eucariotos: reconhecida pelos fatores de Transcrição (FT). 
PROMOTOR 
BACTÉRIA: OPERON 
Os genes que codificam as proteínas envolvidas em um mesmo processo 
celular são encontrados em unidade chamadas de OPERONS. Nestas 
unidades há um promotor que regula a expressão de todos os genes juntos. 
Assim é sintetizada uma única molécula de mRNA policistrônico, que ao ser 
traduzida gerará as diferentes proteínas. 
mRNA policistrônico 
EUCARIOTO 
 Em eucariotos cada gene possuí sua expressão regulada por 
um promotor, assim será sintetizada uma molécula de mRNA 
monocistrônico que será traduzido em uma proteína. 
iniciador 
CAAT box : - 75 pb 
GC box : -90 pb 
ENHANCER 
Elementos localizados longe do promotor (abaixo ou acima) 
 aumentam a eficiência da transcrição pelo aumento da afinidade de 
 ligação dos FT ao promotor 
 
 
 
 
 
 
 gene glnA de E. coli 
Ativação da Transcrição 
1. Reconhecimento das sequências consenso no promotor pelo fator  
 
2. Ligação da RNA polimerase ao promotor via fator  (complexo de iniciação 
da transcrição) : separação das fitas de DNA (bolha de transcrição) 
 
 
Processo de Transcrição em Procariotos 
 
3. Alongamento: 
  desligamento do fator  
  abertura da fita dupla de DNA: DNA girase e Topoisomerase 
  incorporação dos ribonucleotídeos de acordo com a sequência da 
 fita molde de DNA (3’-5’) 
 ligação dos ribonucleotídeos: ligação de fosfodiester 
  liberação da fita de mRNA sintetizada 
  religação das fitas de DNA 
 
4. Terminação: formação de grampo : sequência terminadora 
 
TÉRMINO DA TRANSCRIÇÃO 
. Rho independente: 
 formação de um grampo na molécula de RNA 
  pausa no movimento da RNA polimerase 
  expulsão da fita de RNA e término do processo. 
 
. Rho-dependente: 
 
  formação de um grampo fraco no transcrito 
  pausa no movimento da RNA polimerase 
  ligação da proteína Rho: aprisionamento da RNA polimerase e 
desligamento do híbrido DNA/RNA 
  liberação final da enzima RNA polimerase 
1. Reconhecimento das sequências consenso no promotor pelos fatores de 
transcrição (FT) 
 TFIID (tata box), TBP, TFIIB (TFIID), TFIIF (RNAP), TFIIE (abertura 
das fitas), TFIIH (helicase) , 
 
2. Ligação da RNA polimerase II ao promotor via FT (complexo de iniciação 
da transcrição) : separação das fitas de DNA (bolha de transcrição) 
 
Processo de Transcrição em Eucariotos 
 
Reconhece e se liga ao TATA box 
Estabiliza o complexo TFIID 
Recruta a RNA pol II + TFIIF 
Atividade de helicase 
Recruita o TFIIH para o complexo e juntos estão 
envolvidos na abertura das fitas na região do 
promotor 
Atividade de helicase 
COMPLEXO DE INICIAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO 
TFIIJ – fosforição do domínio CTD da RNApolII 
 
 
Início da Transcrição 
3. Alongamento: 
  desligamento dos FT 
  abertura da fita dupla de DNA: DNA girase e Topoisomerase 
  incorporação dos ribonucleotídeos de acordo com a sequência da 
 fita molde de DNA (3’-5’) 
  ligação dos ribonucleotídeos: ligação de fosfodiester 
  liberação da fita de mRNA sintetizada 
  religação das fitas de DNA 
 
4. Terminação: formação de grampo : sequência terminadora 
O mRNA é sintetizado no núcleo eucariótico, ou citoplasma procariótico, e sofre 
inúmeras modificações antes de ser traduzido ou incorporado em complexos 
supra-moleculares. Nas células eucarióticas essas modificações são mais 
complexas e o transcrito primário ou pré-mRNA se associam com um complexo de 
proteínas passando por várias modificações. 
PROCESSAMENTO DO mRNA EUCARIÓTICO 
 
 Adição de estruturas de terminação nas extremidades 5’
,
 (CAP) e 3’
,
 
(caula poli A+) 
 
 Modificação de bases ao longo do RNA 
 
 Clivagem em porções internas gerando múltiplas moléculas de RNA 
 
 Remoção de trechos internos(splicing) 
 
 Edição de bases 
 
MODIFICAÇÕES 
ETAPAS DO PROCESSAMENTO 
Lodish 4e, 11-7 
ADIÇÃO DO CAP 
ADIÇÃO DA CAUDA POLI A+ 
CPSF: “cleavage-and-poliadenylation specificity factor” 
  Liga-se à sequência de poliadenilação – AAUAAA 
 
CStF:”cleavage stimulatory factor” 
  Liga-se à sequência G/U – sequência de  50 pb rica em 
 G ou U 
 
CFI: “cleavage factor” 
  Liga-se ao complexo CPSF-RNA 
 
CFII: “second cleavage factor” 
  Liga-se ao complexo CPSF-RNA 
 
PAP: “poly(A) polymerase” 
  Liga-se ao complexo CPSF-RNA e após a clivagem 
 adiciona as primeiras adeninas (12 A) 
 
PABII: poly(A)-binding protein 
  Estabiliza o complexo CPSF-RNA-PAP para a adição das 
 adeninas restantes 
SPLICING 
retirada dos instrons do pré-mRNA 
TIPOS DE “SPLICING” 
 
 
 Spliceossoma: snRNA ligados a proteínas (U) 
 U1, U2, U4, U5 e U6 
 
 
 Auto-splicing 
 
 
 Splicing por Endonucleases específicas 
SPLICEOSSOMA 
AUTO-SPLICING 
Intron do grupo I 
Intron do grupo II 
1 2 5 4 3 
1 2 3 4 
Calcitonina: auxilia o rim na tenção do cálcio 
 
1 2 3 5 6 
Célula da tireóide: 
Neurônios: 
SPLICING ALTERNATIVO 
Gene da Calcitonina 
6 
Calcitonina: sentido da degustação 
CGRP: peptídeo relacionado ao gene da calcitonina 
 (“calcitonin-gene related peptide) 
 
 
 
Calcitonina: na tireóide o hormônio calcitonina auxilia o rim na tenção 
do cálcio 
 
Neurônios: sentido da degustação