Aula 4 RNA e Trancrição

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RNA – ÁCIDO RIBONUCLEICO 
 As moléculas do RNA são, em geral, 
cadeias simples, formadas por uma 
única fita polinucleotídica. 
 
 Constituição RNA - ribonucleotídeo: 
 Fosfato, 
 Açúcar: ribose, 
 Bases nitrogenadas A, C, G e U. 
 
RNA – ÁCIDO RIBONUCLEICO 
 Principais diferenças do RNA em 
relação ao DNA 
1. Apresenta-se, na maioria dos casos, em 
FITA SIMPLES, deste modo, sendo mais 
flexível que o DNA, formando uma 
ampla variedade de estruturas 
tridimensionais. 
 
Os ribonucleotideos são ligados 
entre si através de uma ligação 
fosfodiéster entre o carbono 3' do 
nucleotídeo de "cima" e o carbono 
5' do nucleotídeo de "baixo" 
RNA – ÁCIDO RIBONUCLEICO 
 Principais diferenças do RNA em 
relação ao DNA 
2. O açúcar do nucleotídeo é a RIBOSE 
Ribose Desoxirribose 
DNA RNA 
Facilita a ação 
do RNA em 
muitos 
processos 
celulares 
importantes. 
Timina (T) Uracil (U) 
DNA RNA 
RNA – ÁCIDO RIBONUCLEICO 
 Principais diferenças do RNA em 
relação ao DNA 
3. O nucleotídeos do RNA (ribonucleotídeos) 
contêm a base nitrogenada URACILA (U) 
ao invés de timina 
BASES PURÍNICAS 
BASES PIRIMÍDICAS 
Fosfato 
Ribose 
Adenina (A) Guanina (G) 
Citosina (C) Uracil (U) 
OS RIBONUCLEOTÍDEOS 
U: É capaz de fazer 
pareamento com 
“A” e “G”. “U” e “G” 
formam pares de 
bases apenas 
durante o 
dobramento do 
RNA, sendo as 
ligações mais 
fracas do que as de 
“A” e “U”. 
 Principais diferenças do RNA em 
relação ao DNA 
RNA – ÁCIDO RIBONUCLEICO 
4. O RNA, como as proteínas, mas não como 
o DNA, pode catalisar reações biológicas. 
O nome RIBOZIMA foi criado para as 
moléculas de RNA que funcionam como 
enzimas proteicas. 
CLASSES DE RNA 
1. RNA MENSAGEIRO (mRNA) 
- Codificam a informação necessária para a 
síntese protéica; 
- Serve como intermediário e passa a 
informação dos genes, localizados no DNA, 
para a proteína; 
- mRNA é sintetizado a partir de uma das 
fitas do DNA (fita molde) 
CLASSES DE RNA 
2. RNAs FUNCIONAIS 
- Não codificam a informação para a síntese 
de proteínas; 
- São funcionais enquanto RNA; 
- Atendem a muitos papeis funcionais e 
participam de uma variedades de processos 
celulares. 
2.2 RNA TRANSPORTADOR (tRNA) 
- Atua como receptor e transportador de aminoácidos; 
- Responsável por levar o aminoácido correto para o 
mRNA no processo de tradução; 
- Há pelo menos 1 tRNA para cada 1 dos 20 aminoácidos 
e cada um deles têm uma estrutura ligeiramente 
diferente do outro; 
- Há genes específicos responsáveis pela síntese de tRNA. 
CLASSES DE RNA 
2.1 RNA RIBOSSÔMICO (rRNA) 
- É o principal componente dos ribossomos, que são 
grandes “máquinas” macromolecuares que guiam a 
montagem da cadeia de aminoácidos pelo mRNA e tRNA; 
- Sintetizado na região satélite de alguns cromossomos, 
chamada região organizadora do nucléolo. 
- Após o seu acúmulo no nucléolo e a associação com 
proteínas, eles são transportados para o citoplasma; 
CLASSES DE RNA 
2.3 Pequenos RNAs nucleares (snRNA) 
- São parte de um sistema que processa os 
RNAs transcritos nas células eucarióticas; 
- Fazem parte de um complexo 
ribonucleoproteico de processamento 
(spliceossomo) que remove íntrons dos pré-
mRNA eucariótico. 
CLASSES DE RNA 
CLASSES DE RNA 
 Tem um grande grupo de RNAs que suprimem a 
expressão gênica em muitos níveis e também mantêm 
a estabilidade do genoma: microRNA; pequenos RNA 
de interferência e RNA de interferência piwi. 
2.4 microRNA (miRNA) 
 regulam a quantidade de proteínas produzidas por 
muitos genes eucarióticos (regulação endógena); 
 
CLASSES DE RNA 
2.5 Pequenos RNA de interferência (siRNA) 
2.6 RNA de interação piwi (piRNA) 
 Ajudam a proteger a integridade de genomas de 
plantas e animais; 
 siRNA: inibem a produção de vírus e impedem a 
dispersão de elementos de transposição para 
outros loci cromossômico em plantas 
 piRNA: impedem a dispersão de elementos de 
transposição para outros loci cromossômico em 
animais (piwiRNA). 
RESUMO CLASSES DE RNA 
1. RNAs que codificam proteínas: mRNA 
2. RNAs funcionais 
 Síntese de proteínas: rRNA e tRNA; 
 Processamento do RNA: snRNA 
 Regulação da expressão gênica: miRNA 
 Defesa do genoma: miRNA e piRNA 
 
TRANSCRIÇÃO 
DO RNA 
 A primeira etapa na transferência de informação do 
gene para a proteína é produzir um filamento de RNA 
cuja sequência de bases é complementar à sequência 
de um segmento de DNA; 
 O DNA é transcrito em RNA e o RNA é chamado de 
transcrito. 
TRANSCRIÇÃO 
Fita molde 
Sentido da Replicação: 5’ → 3’ 
Apenas um filamento de DNA é o molde para a transcrição do RNA, mas esse 
filamento varia de gene para gene. O sentido da transcrição é sempre o mesmo 
para qualquer gene e começa na ponta 3’ do molde de DNA e da ponta 5’ do 
RNA transcrito. Assim, os genes transcritos em sentidos diferentes usam 
filamentos opostos do DNA como moldes. 
TRANSCRIÇÃO 
Fita molde 3’ 
RNA 5’ 
Fita Codificadora 5’ 
3’ RNA 
5’ DNA 
3’ DNA 
RNA 
polimerase 
Fita molde 
do gene 1 
Fita molde 
do gene 2 
RNA 
polimerase 
Obs: O RNA tem a mesma sequência de nucleotídeos da fita codificadora, a 
exceção de que os T são substituídos por U. 
Transcrição e tradução em 
procariontes e eucariontes 
Cadeia de 
aminoácidos 
PROCARIONTE EUCARIONTE 
Núcleo 
Transcrição e 
processamento 
Citoplasma 
Transcrição em procariontes 
 Como a RNA polimerase encontra o ponto certo para o início da 
transcrição? 
 
R: A RNA polimerase se liga a uma sequência específica do DNA 
chamada de PROMOTOR, situada perto da região que será transcrita (5’). 
Primeira base 
a ser transcrita 
Início da 
tradução 
Transcrição em procariontes 
 ligação da RNA polimerase ao PROMOTOR 
 abertura da dupla fita de DNA 
 início da síntese do RNA 
1. Iniciação 
σ (fator sima): liga-se às regiões -10 e 
-35, posicionando assim a holoenzima 
para iniciar corretamente a transcrição 
no ponto de início. Também tem um 
papel na separação dos filamentos de 
DNA ao redor da região -10. 
Transcrição em procariontes 
 a medida que a RNA 
polimerase avança, desenrola a 
dupla hélice do DNA a sua 
frente, e reenrola o que já foi 
copiado; 
 a síntese do RNA avança, 
onde a polimerase incorpora 
ribonucleotídeos 
complementares a fita molde de 
DNA. 
2. Alongamento 
 Dois mecanismos: 
1. Intrínseco 
2. Rho-dependente 
 Ex.: mecanismo intrínseco: 
A sequência de término contém cerca de 
40 bases, terminando em um trecho rico 
em GC que é seguido de uma fileira de 6 
ou mais A. Ocorre a formação de uma 
alça em grampo. 
Transcrição em procariontes 
3. Término 
A transcrição em EUCARIONTES é mais 
complicada do que em PROCARIONTES por três 
motivos primários: 
1. Os genomas eucarióticos são maiores: 
1. têm mais genes a serem reconhecidos 
2. mais DNA não codificante 
3. densidade gênica menor 
2. Presença de um núcleo, separando os processos de 
transcrição (núcleo) e tradução (citoplasma) 
3. DNA organizado em cromatina (interação do DNA com 
proteínas histônicas) 
Transcrição em eucariontes 
• Células eucarióticas apresentam três enzimas 
de transcrição: 
• RNA-polimerase I - transcreve os genes de rRNA 
(excluindo o 5S rRNA). 
• RNA-polimerase II - transcreve todos os genes 
codificantes de proteínas (mRNA), mais alguns genes 
que codificam pequenos RNAs (ex., aqueles presentes 
nos “spliceosomes”). 
• RNA-polimerase III – transcreve os pequenos RNAs 
funcionais (tais comoos genes para tRNA, 5S rRNA e 
alguns snRNA). 
Transcrição em eucariontes 
 Estrutura geral de um gene eucarioto 
Promotor: Região onde a RNA polimerase se liga para iniciar a transcrição 
Exon: Codificam aminoácidos 
Íntrons: Não codificam aminoácidos 
UTR: Região transcrita em RNA, porém não traduzida em polipeptídeo 
Transcrição em eucariontes 
 ligação da RNA polimerase ao PROMOTOR; 
 abertura da dupla fita de DNA 
 início da síntese do RNA 
1. Iniciação 
 Etapas da transcrição em Eucariotos 
Transcrição em eucariontes 
Sítio de iniciação 
- Fosforilação do domínio da 
cauda de carboxila (CTD) da 
RNA polimerase II e inicia a 
transcrição 
5’ 3’ 
TBP 
- Ligação da proteína de ligação a TATA 
(TBP) e TFIID . 
- Recrutamento de outros fatores 
gerais de transcrição (TFIIF, TFIIH e 
TFIII) e o cerne da RNA polimerase II, 
formando o complexo de pré-
iniciação . 
INICIAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO 
2. Alongamento 
 a medida que a RNA polimerase avança, desenrola a dupla hélice do DNA a 
sua frente, e reenrola o que já foi copiado; 
 a síntese do RNA avança, onde a RNA polimerase II incorpora ribonucleotídeos 
complementares a fita molde de DNA. 
 Em eucariontes , a medida que o RNA vai sendo sintetizado ele vai sendo 
processado (processamento co-transcricional) 
Transcrição em eucariontes 
3. Término 
 ocorre quando a RNA polimerase reconhece o sítio de terminação (AAUAAA 
ou AUUAAA; chamado de sinal de poliadenilação) e uma enzima corta a ponta 
do RNA ± 20 bases depois; 
 há o desprendimento do RNA e da RNA polimerase II; 
 à extremidade cortada é adicionado um trecho de 150 a 200 nucleotídeos de 
adenina [cauda poli(A)]. 
Transcrição em eucariontes 
 O mRNA sintetizado em eucariontes passa por um 
processamento co-transcricional: 
1. Adição de um revestimento (7-metilguanosina) na 
extremidade 5’ (cap). Função: proteger o RNA da 
degradação e facilita a ligação do mRNA aos 
ribossomos durante a síntese proteica 
2. Recomposição do RNA (Splicing): remoção dos íntrons 
e a união dos éxons 
3. Adição de uma cauda de adeninas na extremidade 3’ 
(cauda poli(A); poliadenilação). Função: proteção 
 Processamento do transcrito em Eucariontes 
Transcrição em eucariontes 
O revestimento, a recomposição e a poliadenilação 
ocorrem simultaneamente à transcrição 
Inicio da transcrição 
Cap 
Revestimento 
Enzimas de revestimento 
Recomposição 
Maquinaria de recomposição de RNA 
O processamento co-transcricional de RNA é coordenado pelo domínio de cauda carboxila 
(CTD) da subunidade β da RNA polimerase II. A fosforilação reversível dos aminoácidos de CTD 
cria sítios de ligação para diferentes enzimas de processamento e fatores necessários para: A) 
revestimento, B) recomposição e C) clivagem e poliadenilação. 
Clivagem e poliadenilação 
 Consiste na retirada dos íntrons e união dos éxons 
 O número e o tamanho dos íntrons variam de espécie para espécie 
 A maior percentagem de DNA nos mamíferos codifica íntrons e não 
éxons (tamanho médio em mamíferos >>> íntrons: 2.000; éxons: 
200 nucleotídeos. 
 Sequencias de nucleotídeos conservadas estão presentes nas 
junções de íntrons e dos éxons (As extremidades dos íntrons 
geralmente têm GU na ponta 5’ e AG na ponta 3’ (regra GU-AG) 
RECOMPOSIÇÃO DO RNA (SPLICING) 
RECOMPOSIÇÃO DO 
RNA (SPLICING) 
- SPLICEOSSOMO: maquinaria molecular 
que promove a retirada dos íntrons e união 
dos éxons 
- SPLICEOSSOMO: complexo riboproteico 
composto de pequenos RNA nucleares 
(snRNA) e proteínas 
- Os nucleotídeos conservados são 
reconhecidos por cinco pequenas 
ribonuleoproteínas nucleares (snRNP) 
- Os snRNPs são complexos de proteínas 
mais um dos cinco snRNA (U1, U2, U3, U4 
e U5) 
- Os snRNP e mais de 100 proteínas são 
parte do spliceossoma 
- Os componentes do spliceossoma 
interagem com o CTD. 
- Tom Cech et al. Relataram que o 
protozoário Tetrahymena podia 
remover um íntron de si mesmo 
sem a adição de nenhuma proteína 
(íntrons de auto-remoção) 
- Sidnei Altman identificou uma uma 
ribonuleoproteína (Rnase P) 
responsável por cortar a molécula 
de pré-tRNA em um sítio 
específico. O componente RNA da 
Rnase P é responsável pela 
atividade catalítica 
- Os dois achados foram 
considerados descobertas 
marcantes em biologia porque 
marcaram a primeira em vez que 
moléculas biológicas não 
proteicas eram mostradas 
catalisando reações 
- Estes achados estão levando a 
uma reanálise no papel dos RNA e 
fortaleceram uma teoria chamada 
de o mundo de RNA. 
Edição do mRNA 
DNA Genômico 
Pré-mRNA 
mRNA 
Transcrição 
Processamento do pré-
mRNA: 
(adição do cap, recomposição e 
poliadenilação) 
 
Transporte para o 
citoplasma e tradução 
Peptídeo 
TRANSCRIÇÃO IN VIVO 
A eletromicrografia mostra a transcrição dos genes de RNA ribossômico 
repetidos em tandem no núcleo do anfíbio Triturus viridiscens. 
RECOMPOSIÇÃO ALTERNATIVA 
O pré-mRNA transcrito do gene α-tropomiosina de rato é alternativamente recomposto em 
diferentes tipos celulares. O boxes verdes claros representam íntrons; as outras cores 
representam éxons. Os sinais de poliadenilação são indicados por um A. As linhas tracejadas 
nos mRNA maduros indicam regiões que foram removidas pela recomposição. 
Livro: Introdução à Genética 
Capítulo 8; pg. 253-267 
Disponível no Moodle. 
ROTEIRO PARA ESTUDO: