transcrição_processamentoRNA

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TRANSCRIÇÃO E 
PROCESSAMENTO DO RNA
Profa. Dra. Silvia M. S. Izacc
Dep Bioquímica e Biologia Molecular
ICB - UFG
TRANSCRIÇÃO
GENES - Regiões do DNA que codificam a sequência primária de 
polipeptídeos através de mRNAs, ou de RNAs com funções 
estruturais ou catalíticas (tRNAs, rRNAs ribosomais, outros 
RNAs).
...no genoma humano.
TRANSCRIÇÃO X REPLICAÇÃO
SEMELHANÇAS DIFERENÇAS
Mecanismo químico Não requer “primer”
Polaridade (direção da síntese) Pareamentos: U/A e G/C
Utiliza molde Envolve segmentos limitados da molécula de DNA
Fases: iniciação, elongação e 
terminação
Para cada segmento, utiliza apenas 
1 fita do DNA como molde
A TRANSCRIÇÃO REQUER:
• Molde DNA
• Todos NTPs (ATP, GTP, UTP e 
CTP)
• RNA polimerase
• Mg2+ e Zn2+
®O grupo 5-trifosfato do 1º resíduo de uma molécula de RNA não é 
clivada formando PPi, mas fica intacto durante todo o processo de 
transcrição
REAÇÃO
FITA CODIFICANTE
FITA MOLDE
RNA TRANSCRITO
The genetic information of the adenovirus genome is encoded by a DOUBLE-
STRANDED DNA molecule of 36,000 bp, BOTH STRANDS OF WHICH ENCODE 
PROTEINS. The information for most proteins is encoded by the top strand—by 
convention, the strand transcribed from left to right—but some is encoded by the 
bottom strand, which is transcribed in the opposite direction. Synthesis of mRNAs in 
adenovirus is actually much more complex than shown here. Many of the mRNAs 
shown for the upper strand are initially synthesized as a single, long transcript (25,000 
nucleotides), which is then extensively processed to produce the separate mRNAs. 
Adenovirus causes upper respiratory tract infections in some vertebrates.
ORGANIZAÇÃO DA INFORMAÇÃO CODIFICANTE NO GENOMA 
DO ADENOVIRUS
5 subunidades (2 alfa, beta, beta’ e ômega)
+ 1 subunidade sigma (liga-se transitoriamente à 
polimerase e dirige a enzima para sítios específicos no 
DNA)
RNA POLIMERASE (E. coli)
• RNA polimerases não apresentam atividade de revisão (como a 
maioria das DNA polimerases). Algumas RNA polimerases 
param e removem os nts errados.
• A taxa de erro da transcrição (~1 erro para cada 104 a 105 nt 
incorporados) é muito maior do que na replicação (109 a 1010 ) 
• São produzidas muitas cópias de um RNA correspondente a 1 
gene e todos os RNAs são degradados e substituídos – as 
conseqüências são menores para a célula do que 1 erro 
permanente na informação armazenada no DNA
RNA POLIMERASE
INICIAÇÃO DA TRANSCRIÇÃO
RNA polimerase se liga a seqs específicas no DNA chamadas 
PROMOTORES, que regulam a transcrição de segmentos adjacentes de 
DNA (GENES)
E. coli – região promotora: -70 a +30
interação 
d70
A iniciação da transcrição pode ser dividida em:
-LIGAÇÃO DA RNA POLIMERASE
-INICIAÇÃO
Existem outras subnidades sigma que 
reconhecem outras classes de promotores
Através da utilização de diferentes 
subunidades sigma a célula pode 
coordernar a expressão de diferentes 
grupos de genes, permitindo importantes 
alterações fisiológicas.
E. coli - a elongação de um transcrito 
pela RNA polimerase ocorre numa 
velocidade de 50 a 90 nucleotideos/s.
A TERMINAÇÃO DA SÍTNESE DE RNA OCORRE EM 
SEQ ESPECÍFICAS
O processo de terminação em eucariotos ainda não é bem entendido.
E. coli
2 classes de sinais de 
terminação:
-Rho dependente
-Rho independente
TERMINAÇÃO Rho INDEPENDENTE
A maioria dos terminadores Rho 
independentes apresentam 2 
características:
1- Uma região que produz um 
transcrito com seqs auto-
complementares, permitindo a 
formação de uma estrutura em 
GRAMPO.
2- Três resíduos A na fita molde que 
são trancritos em U próximos à região 
3’ do grampo. 
Quando a polimerase chega no sítio 
de terminação ela pára.
TERMINAÇÃO Rho DEPENDENTE
-Seqs ricas em CA chamadas rut (rho utilization).
-A proteína Rho se associa com o RNA em sítios de ligação 
específicos e migra na direção 5’ ® 3’ até encontrar o complexo 
de transcrição, facilitando a liberação do transcrito. 
A proteína Rho apresenta atividade de RNA-DNA helicase 
dependente de ATP que promove sua translocação ao longo do 
RNA. 
O mecanismo detalhado de liberação do transcrito não é 
conhecido.
TRANSCRIÇÃO NOS TRANSCRIÇÃO NOS 
EUCARIOTOSEUCARIOTOS
3 TIPOS DE RNA POL 3 TIPOS DE RNA POL –– I, II E IIII, II E III
• Cada polimerase tem função específica e é recrutada para uma 
seq promotora específica.
• Pol I ® síntese de 1 único tipo de RNA, um transcrito chamado 
RNA pre-ribossômico (ou pre-rRNA), que contém os 
precursores para os rRNAs 18S, 5.8S, and 28S rRNAs
• Pol II ® síntese de mRNAs e alguns RNAs especializados
• Pol III ® tRNAs, 5S rRNA, e alguns RNAs especializados
SEQÜÊNCIAS COMUNS RECONHECIDAS PELA 
RNA POLYMERASE II
TATA – principal ponto de montagem para as proteínas do complexo de pré-
iniciação da Pol II. O DNA é desenrolado na seq iniciadora (Inr), e o sítio de 
iniciação da transcrição fica dentro ou muito próximo desta seq. N = qq nt; Y = 
pirimidina.
Outras seqs servem de sítios de ligação para várias proteínas que afetam a 
atividade da Pol II
(Os promotores eucarióticos são muito mais complexos do que sugerido nesta fig.).
PROTEÍNAS NECESSÁRIAS PARA A TRANSCRIÇÃO NOS 
PROMOTORES DA RNA POL II DE EUCARIOTOS
TRANSCRIÇÃO NOS 
PROMOTORES DA RNA POL II
A elongação do RNA pela RNA 
polimerase é inibida (bactéria e 
eucariotos) pelo antibiótico
actinomycina D. 
A porção planar da molécula 
intercala com a dupla hélice do 
DNA entre as bases G-C 
deformando o DNA e impedindo o 
movimento da RNA Pol.
Acridina também intercala entre 
as bases do DNA
RNA POLIMERASE DEPENDENTE DE DNA É 
SELETIVAMENTE INIBIDA
PROCESSAMENTO DO mRNA
EM EUCARIOTOS
PROCESSAMETNO DO mRNA EM EUCARIOTOS
The 5 cap (red) is
added before 
synthesis of the 
primary transcript
is complete.
A noncoding 
sequence following 
the last exon is 
shown in orange.
Splicing can occur 
either before or 
after the cleavage 
and 
polyadenylation 
steps.
All the processes 
shown here take 
place within the 
nucleus.
MECANISMO DE SPLICING EM TRANSCRITOS PRIMÁRIOS
MECANISMO DE SPLICING EM 
TRANSCRITOS PRIMÁRIOS
RNA pairing interactions in the formation of 
spliceosome complexes. The U1 snRNA 
has a sequence near its 5 end that is 
complementary to the splice site at the 5 
end of the intron. Base pairing of U1 to this 
region of the primary transcript helps 
define the 5 splice site during spliceosome
assembly. U2 is paired to the intron at a 
position encompassing the A residue 
(shaded pink) that becomes the 
nucleophile during the splicing reaction. 
Base pairing of U2 snRNA causes a bulge 
that displaces and helps to activate the 
adenylate, whose 2 OH will form the lariat 
structure through a 2,5-phosphodiester 
bond.
Pol II synthesizes RNA beyond the 
segment of the transcript containing 
the cleavage signal sequences, 
including the highly conserved 
upstream sequence (5)AAUAAA. 1 
The cleavage signal sequence is 
bound by an enzyme complex that 
includes an endonuclease, a 
polyadenylate polymerase, and several 
other multisubunit proteins involved in 
sequence recognition, stimulation of 
cleavage, and regulation of the length 
of the poly(A) tail. 2 The RNA is
cleaved by the endonuclease at a point 
10 to 30 nucleotides 3 to (downstream 
of) the sequence AAUAAA. 3 The 
polyadenylate polymerase synthesizes 
a poly(A) tail 80 to 250 nucleotides 
long, beginning at the cleavage site.
ADIÇÃO DA CAUDA DE POLI-A