III -MOLÉCULAS DA VIDA E SUAS TRANSFORMAÇÕES - Transcrição dos Genes

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P r o f . E s p . L u c a s M a n o e l L i m a S a n t o s 
 
 
 
 
 
 
MOLÉCULAS DA VIDA E SUAS 
TRANSFORMAÇÕES 
 
TRANSCRIÇÃO DO DNA 
 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS SOCIAIS E EDUCAÇÃO 
CURSO DE LICENCIATURA PLENA EM 
 CIÊNCIAS NATURAIS 
Conceição do Araguaia – PA, Março de 2014. 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
Definição 
 
 Recebe o nome de transcrição a síntese de moléculas 
de RNA a partir de moléculas de DNA que serve como 
modelo. 
 
 A síntese ocorre pela união entre si dos nucleotídeos 
A, U, C e G, que se alinham seguindo a ordem marcada 
pelos nucleotídeos complementares do DNA. 
 
 Essa complementaridade determina que as bases A, U, 
C e G do RNA se pareiem, respectivamente, com as 
bases T, A, G e C do DNA. 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Como veremos, o 
emparelhamento é obtido pelo 
estabelecimento de ligações 
transitórias (não covalentes) das 
bases do DNA com as bases do 
RNA em formação, o que 
permite que ocorram as 
verdadeiras reações de síntese, 
ou seja, a ligação dos 
nucleotídeos do RNA entre si. 
 
 A ligação entre dois nucleotídeos 
consecutivos corresponde a uma 
ligação fosfodiéster (Fig.14.1). 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Visto que nela um grupo fosfato liga o C5 ' da ribose de um 
nucleotídeo ao C3' da ribose do nucleotídeo contíguo; 
 
 
 A molécula de RNA sempre acaba polarizada, com um fosfato na sua 
extremidade 5' e uma hidroxila na sua extremidade 3' . 
 
 
 As ligações fosfodiéster não ocorrem espontaneamente; 
 
 
 São dirigidas e catalisadas por enzimas específicas chamadas RNA 
polimerases. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
A molécula de RNA é sintetizada pela agregação de um 
nucleotídeo de cada vez 
 
 Teoricamente, uma molécula de RNA poderia ser construída a partir 
de um modelo de DNA e de ribonucleotídeos livres seguindo estas 
cinco etapas. 
 
 Primeiro, as duas cadeias de DNA se separariam em toda a sua 
extensão. 
 
 Segundo, os 4 ribonucleotídeos se emparelhariam com os 
desoxirribonucleotídeos complementares do DNA, todos 
simultaneamente. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Terceiro, cada ribonucleotídeo se uniria com seus dois 
vizinhos. 
 
 Quarto, os ribonucleotídeos se separariam dos 
desoxirribonucleotídeos do DNA e a molécula de RNA 
seria liberada. 
 
 Quinto, as duas cadeias do DNA voltariam a se unir. 
 
 Visto que nesta hipótese as duas cadeias do DNA estariam 
por igual, ambas poderiam ser transcritas. 
 
 Na célula, o RNA é construído de outra maneira. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Em primeiro lugar; porque é copiada apenas uma das duas cadeias de 
DNA, a que corre na direção 3' -> 5'. 
 
 
 Isto permite antecipar que o RNA é sintetizado a partir de sua 
extremidade 5' e progride para a sua extremidade 3' (Fig. 14.1). 
 
 
 Em segundo lugar, porque os ribonucleotídeos se agregam um de 
cada vez, o que torna desnecessária a separação das duas cadeias 
de DNA em toda a sua extensão. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 
 Somente se separa um 
segmento de cerca de 10 
pares de nucleotídeos; 
 
 Forma no DNA uma bolha 
de transcrição que se 
desloca à medida que os 
seus nucleotídeos são 
"lidos". 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
Uma RNA polimerase une os nucleotídeos entre si 
 
 
 Os monômeros com os quais são construídas as moléculas de 
RNA se apresentam no nucleoplasma como ribonucleosídeos 
trifosfato (ATP, UTP, CTP e GTP) (Fig. 14.1). 
 
 
 O começo da transcrição ocorre quando, por meio de sua base, 
um desses ribonucleosídeos estabelece uma ligação transitória 
com a base complementar do primeiro nucleotídeo do gene. 
 
 
 Neste processo intervém o promotor do gene, depois de ser 
ativado por fatores que mencionaremos mais adiante. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 
 O promotor se une à RNA polimerase e faz com que esta interaja com o 
DNA no local em que deve ser iniciada a transcrição (a extremidade 5' 
do segmento codificador do gene), o qual é marcado pelo próprio 
promotor. 
 
 
 Ali, a RNA polimerase forma uma "bolha'', pois determina a separação 
localizada das duas cadeias de DNA e deixa exposto - junto com outros 
poucos - o primeiro desoxirribonucleotídeo que vai ser lido (Fig. 14.2). 
 
 
 Em seguida, à frente deste desoxirribonucleotídeo se acomoda um 
ribonucleosídeo trifosfato complementar: será o primeiro nucleotídeo 
da molécula de RNA - e sua base estabelece uma ligação não covalente 
com a base do desoxirribonucleotídeo (Fig. 14.2). 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 
 Em seguida, aproxima-se um segundo ribonucleosídeo trifosfato 
- complementar do segundo desoxirribonucleotídeo exposto no 
DNA - e suas bases se ligam. 
 
 Porém, o mais importante é que os dois ribonucleotídeos que 
concorreram para a bolha ficam juntos, o que permite que entre 
eles ocorra – mediante a RNA polimerase - uma ligação 
fosfodiéster e que seja gerado um dinucleotídeo (Figs. 14.1 e 
14.2); 
 
 Com o qual se inicia a síntese do RNA que prossegue na direção 
5'-> 3' à medida que se aproximam - e se unem entre si - os 
ribonucleosídeos trifosfato indicados pelo DNA. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 
 O alongamento progressivo do RNA é conduzido pela mesma RNA 
polimerase. 
 
 
 Esta, além de catalisar as ligações fosfodiéster, desliza sobre o 
DNA na direção 5'-> 3' e faz avançar a bolha. 
 
 
 Isto é obtido pela separação dos nucleotídeos no lado frontal da 
bolha, enquanto os da retaguarda voltam a se unir (Fig. 14.2), o que 
é possível porque, ali, o DNA se desliga dos ribonucleotídeos. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Todavia, o RNA - cada vez mais longo - segue unido à cadeia modelo de DNA 
por meio dos últimos ribonucleotídeos incorporados. 
 
 
 A transcrição é concluída quando a RNA polimerase alcança a sequencia de 
terminação na extremidade 3' do gene. 
 
 
 Neste ponto, a enzima é liberada. 
 
 
 Também o faz o RNA, que adquire o nome de transcrito primário. 
 
 
 Na extremidade 5', o primeiro nucleotídeo do RNA retém os três fosfatos, 
enquanto na extremidade 3', o último nucleotídeo apresenta um grupo OH 
livre (Fig. 14.1 ). 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 A célula possui três tipos de RNA polimerases 
 
 
 Existem três tipos de RNA polimerase - chamadas I, II e III - responsáveis pela síntese 
dos diferentes tipos de RNA. 
 
 
 A RNA polimerase II sintetiza os RNAm e a maioria dos RNAnp; 
 
 
 A RNA polimerase I, o RNAr 45S; 
 
 
 A RNA polimerase III, o RNAr S5 , os RNAt, o RNAcp e alguns RNAnp. 
 
 
 Estas polimerases respondem de maneira distinta ao efeito de um veneno produzido pelo 
fungo Amanita phalloides, denominado a-amanitina. 
 
 Desta forma, a RNA polimerase II é muito sensível ao veneno, a RNA polimerase III é 
medianalnente sensível e a RNA polirnerase I é insensível. 
 
 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES DOS RNA MENSAGEIROS 
 
 
 Os genes que codificam os RNAm são ativados por 
fatores de transcrição 
 
 
 A síntese de um determinado RNAm ocorre quando o 
gene respectivo, melhor dizendo, suas seqüências 
reguladoras e o promotor são ativados por proteínas 
especiais chamadas fatores de transcrição, os quais 
se classificam em específicos e basais. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Os fatores de transcrição específicos interagem com o regulador 
do gene (Fig. 14.3) e, segundo o façam com sequencias 
amplificadoras ou inibidoras do regulador dividem-se em ativadores 
e repressores. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Os fatores de transcrição basais são necessários para o promotor, pois 
seunem à seqüência TATA para começar a síntese do RNAm. 
 
 Devido a sua naturezainespecífica, os fatores basais são mais conhecidos 
que os específicos. 
 
 Existem vários - denominados TFIID, TFIIA, TFIIB, TFIIF, TFIIE, 
TFIIH etc. – os quais atuam seqüencialmente na ordem em que foram 
escritos. 
 
 O TFIID é composto por várias subunidades, uma chamada TBP (do inglês, 
TATA.binding protein) e as outras, TAF (do inglês, TBP-associated factor ). 
 
 O processo se inicia quando o TFIID se une ao promotor por meio da TBP. 
 
 Esta união altera a estrutura da cromatina no promotor que abandona sua 
forma retilínea e se dobra até formar o ângulo de cerca de 100°. 
 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 A mudança atrai tanto os fatores de transcrição basais 
restantes como a RNA polimerase II, com a qual esses 
fatores se uniram previamente. 
 
 Uma vez unida ao promotor, a RNA polimerase II é 
fosforilada pelo TFIIH que contém uma cinase. 
 
 Um ATP doa um fósforo, depois de ser hidrolisado pelo 
TFIIB. 
 
 Em seguida, a RNA polimerase II fosforilada desprende-se 
dos fatores de transcrição e abre a dupla hélice do DNA 
no setor do gene contíguo ao promotor - forma-se a bolha 
de transcrição com o que se inicia a síntese de RNAm. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 
 Para alongar o RNAm, a RNA polimerase II necessita de 
dois fatores adicionais, os fatores de alongamento Sll 
(ou TFIIS) e SIII (ou alonguina). 
 
 O fator SII é uma proteína monomérica de 38 kDa. 
 
 O fator SIII é um heterotrímero composto pelas 
alonguinas A, B e C... 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Estima-se que durante a fase de alongamento a RNA 
polimerase II agrega à molécula de RNA cerca de 50 
nucleotídeos por segundo. 
 
 Como assinalado, nos genes que codificam RNAm ainda 
não foi identificada a seqüência de nucleotídeos 
responsável pelo término da transcrição. 
 
 O conjunto de transcritos primários dos RNAm é 
conhecido como RNA heterogêneo nuclear ou RNAhn. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Estes transcritos não se encontram livres no nucleoplasma e sim 
combinados com diversas proteínas básicas que se unem aos RNAm à 
medida que se sintetizam. 
 
 
 O conjunto de transcritos primários e proteínas associadas leva o nome 
de ribonucleoproteína heterogênea nuclear ou RNPhn. 
 
 
 Considera-se que as proteínas atuam como chaperonas que mantêm os 
RNAm desdobrados. 
 
 
 Isto evita que sejam formados - em uma mesma molécula – 
emparelhamentos entre seqüências de nucleotídeos complementares. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
REGULAÇÃO DA ATIVIDADE DE GENES QUE CODIFICAM RNA MENSAGEIROS 
 
 
 Os mecanismos mais importantes para controlar a atividade dos genes ocorrem ao 
nível da transcrição 
 
 
 Sabendo-se que, nos organismos pluricelulares, todas as células possuem o mesmo 
genoma, surgiu a necessidade de responder à seguinte pergunta: por que um gene é 
selecionado para sua transcrição em um tipo celular e em outros não? analisamos 
como as células respondem ao ser influenciadas por outras; e já nas seções seguintes 
deste capítulo são descritos os mecanismos moleculares que levam à diferenciação 
celular. 
 
 
 Os mecanismos celulares que determinam qual proteína deve ser sintetizada - e em 
qual quantidade - operam em vários níveis, apesar de os mais importantes serem os 
que controlam a atividade transcricional dos genes. 
 
 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 
 Todavia, podem produzir-se regulações depois de o RNA 
ser sintetizado, durante o processamento do transcrito 
primário, e inclusive, mais tarde, mediante o controle da 
exportação de RNAm ao citoplasma ou de sua sobrevida no 
citosol. 
 
 Finalmente, em alguns casos, as regulações ocorrem 
durante a tradução dos RNAm em proteínas ou pela 
degradação das segundas. 
 
 É oportuno assinalar que o RNA de aproximadamente a 
metade dos transcritos primários não completa sua 
síntese. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Ignora-se se isto é devido à existência de alterações nos 
processos de transcrição ou se ocorre em função de um 
mecanismo generalizado de regulação de atividade gênica que 
opera abortando a transcrição antes que a polimerase II chegue 
ao sinal de terminação. 
 
 São conhecidos pouquíssimos casos de regulação gênica 
derivados da conclusão prematura da transcrição. 
 
 Como veremos, os mecanismos prevalecentes operam no começo 
da síntese dos RNAm, já que atuam sobre as seqüências 
reguladoras dos genes. 
 
 Estas seqüências são influenciadas por fatores de transcrição 
específicos que ingressam no núcleo para ativar ou inibir os 
genes. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Os fatores de transcrição específicos desencadeiam ou 
freiam a transcrição do DNA 
 
 Recordemos que a polimerase II por si mesma não pode 
iniciar a transcrição do segmento codificador do gene, pois 
tem de ser ativada pelos fatores de transcrição basais 
unidos ao promotor. 
 
 Por sua vez, esta união depende da ativação prévia das 
seqüências reguladoras por fatores de transcrição 
específicos. 
 
 Como os fatores de transcrição basais são os mesmos para 
quase todos os genes, diz-se que são constitutivos. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Em contrapartida, os fatores de transcrição 
específicos, por serem particulares para cada gene, 
são qualificados como facultativos. 
 
 Embora os fatores de transcrição específicos se 
contem aos milhares, são muito menos numerosos que 
as sequencias reguladoras que têm de controlar. 
 
 Entretanto, conseguem a especificidade mediante a 
criação de múltiplas combinações entre eles, o que 
aumenta o número de possibilidades de forma 
extraordinária. 
 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Deste modo, cada tipo de célula elabora apenas uma seleção 
destes fatores , nada mais que os imprescindíveis para criar as 
combinações capazes de regular seus próprios genes. 
 
 Como cada gene pode ter vários amplificadores e vários 
inibidores, dois ou mais genes distintos podem possuir alguns 
reguladores comuns, embora nunca a mesma combinação. 
 
 Uma vez que os fatores específicos foram unidos às sequencias 
reguladoras, como eles atuam sobre o promotor? (Convém 
lembrar que ambas as partes do gene podem estar muito 
distanciadas.) 
 
 Simplesmente, o gene se curva e forma uma forquilha, como 
mostra a Fig. 14.3. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Observe-se o modo como os fatores específicos unidos às sequencias 
reguladoras interagem com os fatores basais situados no promotor. 
 
 
 Isto é possível porque os fatores específicos contam com dois 
domínios, um que se conecta ao DNA regulador e outro que o faz com os 
fatores basais, mais precisamente com as subunidades TAF do fator 
TFIID. 
 
 
 Quando o complexo fica integrado, os fatores basais ativam a RNA 
polimerase II e esta inicia a transcrição do gene. 
 
 
 Por sua vez, os fatores específicos determinam o número de 
polimerases que - uma depois da outra - farão o trabalho, o que regula a 
quantidade de RNAm a ser fabricado. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 A transcrição dos genes dos RNAm pode ser visualizada 
com a ajuda do microscópio eletrônico 
 
 A microscopia eletrônica convencional não mostra como são 
transcritos os genes. 
 
 No entanto, quando se dispersa o conteúdo do núcleo sobre 
uma lâmina, são postos em evidência detalhes reveladores. 
 
 Assim, se um gene se transcrever a um ritmo acelerado - 
quer dizer, associar-se simultaneamente com várias RNA 
polimerases II - pode ser visto junto com muitas cadeias 
de RNAm que surgem perpendicularmente de sua molécula. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 O conjunto se assemelha a uma árvore de natal, 
cujo tronco conrresponde ao gene e os ramos aos 
RNAm (Fig. 14.4). 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Oalongamento dos ramos -que são mais longos à 
medida que se distanciam da ponta da árvore - 
indica a direção da transcrição. 
 
 No ponto em que cada ramo se une ao tronco 
localiza-se uma RNA polimerase II (pode ser 
visualizada nas eletromicrografias) e, portanto, 
forma-se uma "bolha". 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Se pudéssemos realizar um filme, veríamos as bolhas 
deslocando-se da ponta da árvore para o "solo", cada uma com 
seu RNAm que se desprende do tronco quando alcança seu 
comprimento máximo. 
 
 Os genes que produzem RNAm a uma velocidade tão alta não são 
muitos, pois a maioria é transcrita a um ritmo relativamente 
moderado. 
 
 Os mais lentos iniciam uma nova transcrição depois de concluir a 
anterior. 
 
 Nestes casos, o gene seria visto como um tronco com um só ramo 
- o RNAm - cujo comprimento e posição no tronco dependeriam 
do instante em que se fizesse a fotomicrografia. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 São conhecidas as bases moleculares da interação dos 
fatores de transcrição com o DNA das regiões reguladoras e 
promotora do gene. 
 
 Os fatores de transcrição e o DNA dos reguladores e do 
promotor contêm em suas moléculas informações suficientes 
para se unirem entre si de forma específica. 
 
 Os fatores de transcrição estabelecem contato com o DNA 
através de grupos químicos complementares, de um lado 
fornecidos pelos aminoácidos e do outro pelas bases dos 
nucleotídeos. 
 
 Dessa forma, a especificidade da união depende da 
complementaridade estrutural entre as partes interatuantes. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 
 Originariamente, acreditava-se que os fatores de transcrição abriam a 
dupla hélice do DNA e reconheciam os grupos quimicos participantes da 
formação das pontes de hidrogênio entre as bases dos nucleotídeos. 
 
 
 Isto foi descartado, apesar de ter sido confirmado que os fatores de 
transcrição reconhecem o DNA dos promotores e dos reguladores por 
suas bases e nelas identificam grupos químicos localizados na parte 
exterior da dupla hélice ao nível dos sulcos maior e menor. 
 
 
 
 Esse local, sem necessidade de romper as pontes de hidrogênio, os 
aminoácidos dos fatores de transcrição interagem com as bases e se 
unem a elas. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
Os fatores de transcrição contêm estruturas diméricas especiais 
 
 Analisadas as singularidades estruturais do DNA, vamos nos ocupar 
agora daquelas que caracterizam os fatores de transcrição. 
 
 Em geral, as proteínas dos fatores de transcrição contêm estruturas 
diméricas simétricas que se encaixam nos sulcos da dupla hélice do 
DNA. 
 
 Assim, os dímeros ocupam as voltas da dupla hélice com um monômero 
em cada volta. 
 
 Nesse par de voltas, o DNA também apresenta simetria, já que suas 
duas metades mostram seqüências de nucleotídeos repetidas em 
palíndromo (termo tomado da lingüística que designa a palavra ou frase 
que se lê igualmente da esquerda para a direita ou da direita para a 
esquerda). 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Cada metade do palíndromo ocupa uma das voltas do DNA. 
 
 
 A dimerização dos fatores de transcrição e a simetria do DNA são 
condições necessárias para que os aminoácidos dos primeiros possam 
interagir com as bases do regulador e do promotor. 
 
 
 Apesar de existirem milhares de fatores de transcrição diferentes, os 
setores diméricos de suas moléculas formam estruturas secundárias e 
terciárias com desenhos comuns, o que permite classificá-los em um 
número limitado de famílias. 
 
 
 Cada fator de transcrição pode ter uma, duas ou mais dessas 
estruturas, desenhadas para ingressar nos sulcos da dupla hélice ao 
nível do regulador e do promotor do gene. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 A denominação das estruturas se baseia nas formas que têm, daí serem 
chamadas hélice-giro-hélice, dedos de zinco, cremalheira de leucina e hélice-
anel-hélice. 
 
 Hélice-giro-hélice. Esta estrutura consiste em duas cadeias de aminoácidos 
com forma de hélice, separadas por uma "volta" ou cadeia mais curta (Fig. 14.6). 
 
 
 
 
 
 
 Uma das hélices "lê" a seqüência de nucleotídeos no setor regulador do gene - 
ao qual se une se o reconhecer - e a outra mantém a hélice leitora na posição 
adequada. 
 
 Obviamente, a seqüência de aminoácidos da hélice leitora (chamada também 
hélice de reconhecimento) varia nos diferentes fatores de transcrição. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Quando uma hélice-giro-hélice é acompanhada por uma 
simétrica, entre ambas forma-se um dímero. 
 
 As respectivas hélices de reconhecimento se encaixam em 
outros sulcos do DNA que correspondem aos dois lados do 
palíndromo. 
 
 Foram identificadas estruturas hélice-giro-hélice em 
diversos fatores de transcrição. 
 
 Por exemplo, em alguns fatores envolvidos na formação do 
plano corporal durante o desenvolvimento embrionário 
(Cap. 21 -22), nos fatores implicados na diferenciação das 
células musculares etc. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 
 Cremalheira de leucina. Consiste em duas cadeias polipeptídicas dispostas em paralelo, 
ambas com forma de hélice. 
 
 Cada cadeia possui dois setores, um que se une ao DNA e outro que o faz com seu 
homólogo, com o qual se forma um dímero (Fig. 14.7). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Os setores unidos entre si apresentam, cada sete aminoácidos - que correspondem a duas 
voltas da hélice - uma leucina que dá para o interior do dímero. 
 
 Estas leucinas se encaixariam como os dentes do zíper, daí o nome de cremalheira. 
 
 Os setores não dimerizados possuem uma alta proporção de aminoácidos básicos, que são 
os que geram a união específica de fatores de transcrição com o DNA. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Dedos de zinco. 
 
 Cada domínio do fator de transcrição é composto por uma seqüência de alguns 
aminoácidos e um átomo de zinco, o qual se liga tetraedricamente a quatro 
cisteínas ou a duas cisteínas e duas histidinas (Fig. 14.8). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Esses domínios se projetam como dedos, cujo número e seqüência de 
aminoácidos variam nos diferentes fatores de transcrição. 
 
 Além disso, os dedos de zinco se associam dois a dois para formar dímeros. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Os dedos de zinco são as estruturas mais 
difundidas entre os fatores de transcrição. 
 
 Estes ingressam no núcleo e atuam como fatores 
de transcrição específicos quando se unem a eles 
as substâncias indutoras. 
 
 Outro exemplo corresponde ao TFIIIA, um dos 
fatores de transcrição do RNAr 5S. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
Hélice-anel-hélice. 
 
 Esta estrutura tem uma configuração dimérica muito parecida com a Cremalheira de 
leucina; 
 pois conta com duas cadeias polipeptídicas com dois setores funcionais em cada uma: 
o específico - reservado para a união do fator de transcrição com o DNA - e o 
responsável pela dimerização (Fig. 14.9). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 O primeiro é rico em aminoácidos básicos. 
 Este desenho se diferencia da cremalheira porque suas partes dimerizadas não se 
encaixam. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
O enrolamento da cromatina influencia a atividade do gene 
 
 No Cap. 12-10 foram descritas as diferenças entre a 
eucromatina e a heterocromatina. 
 
 Embora possa não ser absolutamente certo que a transcrição 
ocorra somente na eucromatina, quase todos os dados sugerem 
que durante a interfase o armazenamento altamente condensado 
da cromatina - quer dizer, a heterocromatina- indica ausência de 
atividade transcricional no seu DNA. 
 
 Isso não implica que na eucromatina relativamente estendida 
ocorra automaticamente a transcrição, já que nas células a maior 
parte dessa cromatina se acha inativa, pois são transcritos 
somente genesque recebem a ordem de fazê-lo - via fatores de 
transcrição - como vimos na seção anterior. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Embora se aceite que a cromatina de 10 nm seja a mais apta para a 
transcrição (Fig. 12.10), a RNA polimerase não pode atuar se não se 
desenrolarem os segmentos de DNA dos nucleossomas, pelo menos 
localmente e enquanto durar a transcrição. 
 
 
 Foi sugerido que os fatores de transcrição basais não somente ativam o 
promotor do gene, mas também a "desorganização'· dos nucleossomas 
na parte inicial do segmento codificador, o que permite a separação 
local das duas cadeias de DNA para que a RNA polimerase possa 
começar a transcrição. 
 
 
 Parece então que os fatores de transcrição atuam direta ou 
indiretamente sobre as histonas H4, que se modificam e desencadeiam 
a remoção das outras histonas, começando pela H2A e pela H2B. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Mais adiante, à medida que avança pelo segmento 
codificador do gene, a própria RNA polimerase seria a 
responsável por desenrolar o DNA dos nucleossomas, 
os quais se "recompõem" conforme a enzima os deixa 
para tráz . 
 
 Diversos dados revelam que o grau de enrolamento da 
cromatina é regulado pela agregação ou remoção de 
grupos acetila, grupos metila e grupos fosfato nas 
"caudas" das histonas, que estão expostas a estas 
mudanças porque se projetam para fora dos 
nucleossomas (Cap. 12-9). 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Por exemplo, a acetilação de algumas lisinas das histonas 
H3 e H4 diminui o enrolamento da cromatina, o que 
favorece o acesso dos fatores de transcrição basais ao 
promotor do gene, com a conseqüente colocação em marcha 
da atividade genética. 
 
 Ao contrário, a desacetilação provoca o efeito oposto, já 
que incrementa o enrolamento da cromatina e pode chegar 
a convertê-la em heterocromatina. 
 
 Devemos assinalar que a agregação e a remoção dos grupos 
acetila são catalisadas, respectivamente, por acetilases e 
desacetilases localizadas na matriz nuclear. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Com relação à metilação e desmetilação, os efeitos 
produzidos são opostos aos da acetilação e 
desacetilação, respectivamente. 
 
 Desta forma, a agregação de grupos metila a uma das 
enzimas (lisinas) da histona H3 aumenta o enrolamento 
da cromatina, enquanto sua remoção a diminui. 
 
 Por último, a fosforilação e a desfosforilação de 
certas serinas e treoninas localizadas na "cauda" da 
histona Hl também produzem efeitos opostos aos da 
acetilação e da desacetilação, respectivamente. 
 
TRANSCRIÇÃO DOS GENES 
 Em síntese, a acetilação, a desmetilação e a desfosforilação de 
diferentes histonas diminuem o enrolamento da cromatina e 
propiciam a atividade dos genes. 
 
 
 Em contrapartida, a desacetilação, a metilação e a fosforilação 
aumentam o enrolamento e bloqueiam a atividade genética. 
 
 Cabe assinalar que em diversos tipos celulares os promotores 
dos genes contêm histonas que apresentam - em relação a seu 
número e distribuição - uma combinação particular dessas 
alterações quúnicas, o que sugere que algumas combinações 
estimulam e outras silenciam a atividade dos genes. 
 
 
 Isso fez com que os que trabalham neste assunto 
dessem o nome de código histônico ao conjunto de tais 
combinações. 
 
 Além disso, nos tipos celulares diferenciados que se 
dividem, as células-filha herdam a mesma 
heterocromatina das células predecessoras, o que se 
repete de geração em geração (Cap. 21-21). 
 
 Esta estabilidade da heterocromatina deve-se ao fato 
de que os fatores que a causam se duplicam nas 
células próximas a se dividir e se repartem entre as 
células-filha. 
 
 Em alguns casos, a atividade gênica se inativa e a cromatina 
se compacta em função da interferência de causas 
adicionais às citadas, como sucede no cromossomo X 
compactado das células da mulher, descrito no Cap. 12-11 
com o nome de cromatina sexual ou corpúsculo de Barr. 
 
 Embora o cromossomo X se compacte e seus genes se 
inativem devido à desacetilação de suas histonas e pela 
metilação de seu DNA (esta metilação será analisada na 
Seção 14-13 e não deve ser confundida com a metilação das 
histonas), ambas as alterações são precedidas pela 
ativação do gene Xist (do inglês, X-inactivation specific 
transcript), que, como vimos no Cap. 13-12, se localiza no 
próprio cromossomo X, em uma região próxima do 
centrômero chamada Xic. 
 
 Quando é ativado, o gene Xist gera múltiplas 
cópias de um RNA especial denominado RNAxist 
(Cap. 13-2), as quais, a partir do Xic, unem-se ao 
DNA dos dois braços do cromossomo X e inativam 
quase todos os seus genes. 
 
 Cabe acrescentar que mediante técnicas 
especiais, as cópias do RNAxist aparecem em 
forma de pontos ao longo do cromossomo X 
compactado, o que sugere sua associação a 
proteínas.