Aula_3_Transcricao_do_DNA

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PROCESSO DE TRANSCRIÇÃO 
DO DNA 
Daniela Cristina Ferreira 
Departamento de Biologia e Zoologia 
IB-UFMT 
 Estrutura dos RNA envolvidos; 
 
 Processo de transcrição em procarioto e eucarioto; 
 
 
TRANSCRIÇÃO 
PROCESSO DE PRODUÇÃO (SÍNTESE) DE MOLÉCULAS DE RNA 
A PARTIR DE MOLÉCULAS DE DNA 
PROCESSO DE “CÓPIA” DA SEQÜÊNCIA DE NUCLEOTÍDEOS DO DNA 
semelhante ao processo de cópia (transcrição) de palavras escritas 
 
 
RNA = TRANSCRITO 
DNA 
RNA 
RNAs: produtos da transcrição 
-Fita simples 
- uracila 
- ribose 
Tipos de RNAs produzidos nas células eucarióticas 
 RNAs ribossomais maiores (28S, 18S e 5.8S): tipo de RNA mais abundante – 
75% do RNA total. Forma a estrutura dos ribossomos; 
 
 RNA ribossomal menor (5S): equivale a cerca a 15% do RNA total. Forma a 
estrutura do ribossomos; 
 
 RNA de transferência (RNAt): participam da síntese proteica; 
 
 RNA mensageiro (RNAm): codifica proteínas e equivale a 10% do RNA total; 
 
 Pequenos RNAs nucleares (snRNA): envolvidos em splicing, transporte de 
proteínas e outros processos celulares; 
 
 Micro RNAs: envolvidos em regulação gênica. 
CLASSES DE RNA 
RNAs DE INFORMAÇÃO 
RNAs FUNCIONAIS 
- intermediários no processo de síntese de proteínas 
- RNAm (RNA mensageiro) 
- produto funcional 
- não são traduzidos em polipeptídeos 
- RNAt (RNA de transferência ou transportador) e RNAr (RNA 
ribossomal) 
EXISTEM DOIS TIPOS DE GENES – OS QUE CODIFICAM PROTEÍNAS E 
OS QUE CODIFICAM RNAs FUNCIONAIS 
- traduzidos em polipeptídeos 
Duplicação vs Transcrição 
Duplicação – todos nucleotídeos do molde de DNA são copiados; 
 
Transcrição – pequenas partes da molécula de DNA são transcritas em RNA 
Genes individuais são transcritos somente quando 
seus produtos são necessários. 
 TRANSCRIÇÃO: produção de um RNA complementar a uma fita de DNA 
G G G 
G G 
C C 
C C C A 
A A 
A 
A T 
T T T 
T 
C A U U G C C A G U 
5’ 3’ 
3’ 5’ 
5’ 3’ 
 Resulta em uma molécula de RNA complementar à sequencia gênica de uma das duas 
fitas da dupla hélice. 
OBS: seqüência de nucleotídeos do RNA = seqüência de nucleotídeos do 
filamento de DNA não-molde (exceto T que é substituída por U) 
fita não-molde 
fita molde 
para cada gene, somente uma das fitas de DNA atua 
como molde para síntese de RNA no sentido 5’-3’ 
RNA polimerase adiciona ribonucleotídeos para 
sintetizar a fita de RNA 
fita molde 
fita molde 
separação local dos 
dois filamentos de 
DNA (regiões de 
genes) 
um dos filamentos de 
DNA atua como 
molde 
RNA polimerase 
adiciona 
ribonucleotídeos no 
sentido 5’-3’ 
pareamento entre os 
nucleotídeos (A-U e 
C-G) 
TRANSCRIÇÃO 
RNAs POLIMERASES 
maioria dos procariontes 1 única RNA polimerase para transcrição de 
todos tipos de RNA 
eucariontes 3 RNAs polimerases 
codifica 
codifica 
codifica 
EUCARIOTOS PROCARIOTOS 
TRANSCRIÇÃO três estágios 
INICIAÇÃO 
ALONGAMENTO 
FINALIZAÇÃO 
Estrutura de um Gene Procarioto 
TRANSCRIÇÃO EM PROCARIONTES 
(Ex: bactéria E. coli) 
RNA polimerase se liga a uma região 
do DNA (região promotora = parte 
da região reguladora adjacente à 
região codificadora) 
separação das duas fitas de 
DNA 
TRANSCRIÇÃO EM PROCARIONTES 
INICIAÇÃO 
RNA polimerase se liga à região promotora do gene (que faz parte da região 
reguladora) adjacente à região codificadora 
ALONGAMENTO 
separação local 
dos dois 
filamentos de DNA 
(regiões de genes) 
um dos 
filamentos de 
DNA atua como 
molde 
RNA polimerase 
adiciona 
ribonucleotídeos 
no sentido 5’-3’ 
pareamento entre 
nucleotídeos 
complementares 
(pontes de H) 
molécula de 
DNA molde 
5’ 
5’ 
3’ 
3’ 
FINALIZAÇÃO 
RNA polimerase reconhece no DNA 
seqüências específicas de nucleotídeos de 
finalização da cadeia (sinal de terminação) 
liberação do filamento de RNA da fita 
molde de DNA 
formação de uma alça em grampo no 
filamento de RNA (devido a regiões 
complementares) + adição de bases U 
regiões complementares 
Transcrição de genes bacterianos: operons 
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIONTES 
RNA sintetizado dentro do 
núcleo 
Estrutura de um Gene Eucarioto 
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIONTES 
TRANSCRIÇÃO EM EUCARIONTES 
INICIAÇÃO 
ALONGAMENTO 
FINALIZAÇÃO 
 
FASES DO PROCESSO DE 
TRANSCRIÇÃO 
+ RECOMPOSIÇÃO 
RNAs POLIMERASES 
maioria dos procariontes 1 única RNA polimerase para transcrição de todos tipos de RNA 
eucariontes 3 RNAs polimerases 
INICIAÇÃO 
TRANSCRIÇÃO (RNAm) 
RNA polimerase II se liga à região promotora do gene (que faz parte da região 
reguladora) adjacente à região codificadora 
5’ 3’ 
Promotores de Genes transcritos pela RNA polimerase II 
 elementos promotores: seqüências de 100 a 200 nucleotídeos próximos ao sítio de 
início da transcrição que possuem seqüências consenso TATA denominadas “TATA box” 
 As fitas do DNA se separam 10 bases upstream ao sítio de iniciação, mais 
especificamente no “TATA box”. 
 
 A fita molde fica exposta e, desta forma, a síntese da cadeia complementar de RNA 
pode ser iniciada. 
INICIAÇÃO 
RNA polimerase II adiciona 
nucleotídeos à fita de RNAm em 
formação 
enzima (guaniltransferase) 
adiciona um revestimento (cap: 
7-metilguanosina) à 
extremidade 5’ do RNA 
endonuclease reconhece uma 
seqüência AAUAAA e corta a 
extremidade 3’ do RNA cerca de 20 
bases mais adiante 
enzima poli (A) polimerase 
adiciona uma cauda poli (A) no 
RNA com cerca de 150-200 
nucleotídeos de adenina 
PRÉ-RNAm (contém íntrons e 
éxons) 
RNA polimerase II adiciona 
ribonucleotídeos à fita de RNAm em 
formação, no sentido 5’-3’ 
enzima guaniltransferase adiciona um 
revestimento (cap: 7-metilguanosina) 
à extremidade 5’ do RNAm 
ALONGAMENTO 
FUNÇÃO ? 
proteger o RNA de 
degradação por 
nucleases 
 Após o início da transcrição da molécula de mRNA 
é adicionado um resíduo de guanina à sua 
extremidade 5’. 
 
 Este resíduo chamado “cap” sofre, então, 
metilação (adição do radical metil) na posição 7 da 
guanina resultando na formação do nucleotídeo 7-
metilguanilato. 
endonuclease reconhece uma 
região AAUAAA e corta a 
extremidade 3’ do RNAm cerca de 
10-30 nucleotídeos mais adiante 
poli (A) polimerase adiciona uma 
cauda poli (A) no RNAm com cerca 
de 150-250 nucleotídeos de adenina 
pré-RNAm ou RNA primário 
(contém informações dos 
íntrons e éxons) 
FINALIZAÇÃO 
função: proteger o RNA de 
degradação por nucleases 
e dar estabilidade 
(endonuclease) 
(poli A polimerase) 
3’ 
FILMES – TRANSCRIÇÃO 1 
Processamento das extremidades dos RNAs mensageiros dos eucariotos 
PRÉ-RNAm ou RNA primário 
(contém íntrons e éxons) 
 RNAm final ou 
RNA maduro 
RECOMPOSIÇÃO 
remoção de íntrons e união dos 
éxons (somente regiões 
codificadoras) 
 
(MECANISMO DE SPLICING) 
pequenas ribonucleoproteínas (snRNP) 
reconhecem regiões específicas no início 
e no final de cada éxon 
formação de uma alça nas 
regiões de íntrons 
(complexo de proteínas + RNA primário) 
5’ 3’ AG GU 
SPLICEOSSOMO 
(small nuclear ribonucleoproteins) 
MECANISMO DE SPLICING (“enlaçamento”) 
laríato 
união da seqüência de 
nucleotídeos dos éxons 
éxon 1 éxon 2 
molécula final de RNAm 
ligação da extremidade 5’ do íntron com um nucleotídeo 
de adenina (cerca de 30 nucleotídeos antes do final 3’ 
do íntron)formação de um laríato 
laríato (região do íntron) excisado é 
posteriormente degradado no núcleo 
RNAs dos eucariotos são processados ainda no núcleo: 
 
-Capeamento do RNA 
- poliadenilação 
- retirada dos introns 
Do Transcrito primário 
a proteína 
FILME – SPLICING 
MECANISMO DE SPLICING ALTERNATIVO 
DEPENDENTE DE: sexo, fase do desenvolvimento, tecido e ambiente 
diferentes combinações de éxons podem gerar diferentes polipeptídeos 
 Aumento de ~15% nas proteínas 
de moscas e vermes; 
 
 Aumento de ~60% nas proteínas 
de humanos. 
MECANISMO DE SPLICING ALTERNATIVO 
RNAm 
Resumo da etapas que vão do gene a proteína 
EUCARIOTOS PROCARIOTOS 
 O DNA é transcrito em uma molécula de mRNA, que é então traduzido durante a 
síntese de proteínas; 
 Sequências especiais sinalizam o início e o término tanto da transcrição quanto da 
tradução; 
 Nos eucariontes, o RNA inicialmente transcrito é processado(inserção da cap 5”, 
poliA e retirado os introns) para gerar o mRNA final. 
 Os genes eucarióticos contêm segmentos de DNA, chamados íntrons (parte não 
codificante) e segmentos chamadosde éxon (codificante). 
 Em procarionte um promotor regula a expressão gênica de vários genes. Em 
eucarionte, cada gene possui seu promotor 
Importante: