Transcrição do DNA

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Trabalho apresentado à disciplina de Genética II 
 
 
 
 
 
 
 
MECANISMO DE TRANSCRIÇÃO DO DNA 
 
 
 
 
 
 
 
Discentes: Amanda de Jesus Magalhães 
 Gustavo Henrique Ferreira Simões 
 Ilana Miriã Lombardi 
 Jane de Freitas Camolesi de Oliveira 
 Karla Tainaily Furini 
 Nathalia Prezotti de Oliveira 
 Otávio Vinicius C. Jorge 
 
Docente: Andressa Megumi Niwa 
 
 
Londrina 
2018 
1. Introdução 
 A transcrição é o primeiro estágio da expressão gênica, envolve a cópia 
de uma sequência de DNA de um gene para a produção de uma molécula de 
RNA. Esse processo é altamente seletivo, pois apenas uma pequena porção 
dos genes é copiada em RNA. 
Além disso, o processo de transcrição é baseado na complementaridade 
de bases em uma estrutura denominada “bolha de transcrição”, a qual possui 
cerca de 18 pares de bases do DNA, os quais são separados e uma das fitas 
da dupla hélice serve como molde para o RNA que será formado. 
Vale ressaltar que a ideia de que o DNA atuaria como molde para a 
síntese de RNA, cujas moléculas, determinariam os arranjos dos aminoácidos 
nas proteínas foi caracterizado por Francis Crick em 1956, o qual denominou 
tal processo como “dogma central” da biologia. 
Podemos, ainda, verificar que alguns autores agrupam os tipos de RNA 
em duas classes gerais, sendo uma a qual possui a informação genética para a 
síntese proteica, no caso, o RNA mensageiro (RNAm), e as demais classes 
(RNA funcionais), devido ao exercício de suas funções biológicas na forma de 
RNA, ou seja, o próprio RNA é o produto final. 
Dentre os grupos de RNA funcionais, destacam-se o RNA ribossômico 
(RNAr) e o RNA transportador (RNAt). Em recentes descobertas, foram 
destacados, por exemplo, o microRNA, que são pequenas porções de RNA 
não codificantes, o siRNA, que são pequenos fragmentos produtos da clivagem 
dos dsRNA (RNA dupla cadeia) pela ação da nuclease Dicer (enzima que cliva 
moléculas de RNA fita dupla (dsRNA) e ainda o lncRNA que é referido como 
“RNA longo não codificante” com mais de 200 nucleotídeos e que são 
importantes na regulação da expressão gênica e na inibição da atividade de 
elementos de transposição. 
Diante disso, o presente trabalho trará como objeto de estudo, a 
formação do RNAm e, portanto, os mecanismos responsáveis pela sua síntese 
em organismos eucariontes. 
 
2. Objetivos 
Demonstrar o processo de transcrição e ressaltar sua importante função 
na síntese proteica e expressão gênica. 
 
3. Metodologia 
 A metodologia utilizada neste trabalho é o método descritivo dos 
processos de transcrição do DNA consistidos a partir de análise de artigos, 
livros, e-books e sites referentes aos processos de transcrição e expressão 
gênica. 
 
4. Transcrição do RNA 
A transcrição do DNA em moléculas de RNA, é um processo altamente 
seletivo, onde apenas uma pequena porção dos genes é reproduzida em RNA. 
O processo de transcrição, assim como a replicação, é baseado na 
complementaridade de bases, e a síntese de RNA ocorre dentro da estrutura 
denominada “bolha de transcrição”, que por sua vez é formada por cerca de 18 
pares de bases do DNA que são temporariamente separados e uma de suas 
fitas é utilizada como molde para a síntese do RNA. 
 
4.1. Polimerases do RNA: 
As polimerases do RNA são enzimas que catalisam a síntese de RNA, 
como citado anteriormente, a partir de um molde de DNA. 
Porém, ao contrário das DNA polimerases, as polimerases do RNA, são 
capazes de iniciar uma nova cadeia de RNA a partir de um molde de DNA, sem 
a necessidade do iniciador “primer”. 
Em eucariontes, apesar do mecanismo de transcrição ser basicamente o 
mesmo que nos procariontes, a maquinaria de síntese de RNA é 
consideravelmente mais complexa do que nos seres procariontes, 
consequentemente, é possível verificar em eucariontes, três tipos de 
polimerases do RNA, onde cada uma delas será responsável pela transcrição 
de um conjunto específico de genes. 
Essas enzimas são estruturalmente semelhantes entre si e são 
denominadas como polimerases I, II e III do RNA, ou ainda, RNA polimerases I, 
II e III. 
 
4.2. Iniciação da Transcrição 
Em eucariontes, as “tarefas” de transcrição são divididas entre os três 
tipos de polimerase, e o evento de início da transcrição é executada pela RNA 
polimerase II, a qual sintetiza os RNAm. 
Há algumas diferenças entre a transcrição em procariontes e em 
eucariontes, a primeira delas se diz respeito à estrutura da região promotora. 
Os promotores eucarióticos são variados e apresentam diferentes 
elementos de reconhecimento como por exemplo: o BRE (elemento de 
reconhecimento ao TFIIB), o TATA (elemento de reconhecimento ao TBP), o 
elemento iniciador (lnr), o DPE (elemento promotor à jusante) e o DCE 
(elemento central a montante). 
Uma outra diferença importante na iniciação eucariótica, é a 
necessidade de ligação ao DNA de várias proteínas na região promotora, antes 
que a RNA Polimerase possa se ligar. 
A polimerase não se liga diretamente ao DNA, e sim a essas proteínas 
posicionadas na região promotora, que, portanto, recebem a seguinte 
denominação: “fatores de transcrição basais ou fatores de transcrição gerais 
(GTF’s). 
A junção das GTF’s associadas à RNA polimerase constituem o 
“complexo de pré-iniciação”. 
Uma das sequências promotoras importantes é a TATA Box, cuja 
sequência é rica em adenina (A) e timina (T) e localiza-se em torno da posição 
-30. O consenso TATA Box é reconhecido por uma proteína chamada TBP, 
parte do complexo TFIID, que é um fator geral de transcrição. 
O mecanismo de reconhecimento de iniciação pode ser exemplificado a 
partir da seguinte figura: 
 
Após o reconhecimento da região promotora e a formação do complexo 
de pré-iniciação são transcritos com tamanho inferior a dez nucleotídeos, 
porém quando a RNA Polimerase II consegue estender essa síntese ao longo 
da fita, diz-se que o processo de transcrição prosseguiu para a fase de 
alongamento. 
 
4.3. Fase de alongamento 
Após a síntese de cerca de nove a dez nucleotídeos de RNA, a 
subunidade sigma da RNA Polimerase dissocia-se e diversos “fatores de 
alongamento” se associam a polimerase, que passa a se mover ao longo da 
fita molde do DNA, consequentemente, alongando a molécula de RNA. 
A medida que a RNA Polimerase se move ao longo da fita de DNA, 
adicionando nucleotídeos no sentido 5’ para 3’, ela desenrola a hélice, expondo 
um novo segmento da cadeia molde. 
Os nucleotídeos unidos covalentemente à extremidade 3’ da cadeia de 
RNA em crescimento, formam um híbrido de DNA/RNA na região desenrolada 
do DNA, esse híbrido possui uma extensão de cerca de oito ou nove 
nucleotídeos da cadeia crescente de RNA. 
Atrás do local onde ocorre a síntese do RNA, a região da fita já transcrita 
volta a se emparelhar, refazendo a dupla hélice do DNA e o RNA que vai se 
soltando do DNA, emerge como fita simples e livre. 
Em sequência ao processo de alongamento, há a fase de término, onde 
em síntese, há a produção do pré-mRNA. 
 
4.4. Fase de término 
Uma das fases de término nos procariontes é a dependente do fator 
Rho, que é um fator proteico que se liga a sítios específicos no RNA. 
Ao alcançar a RNA Polimerase na bolha de transcrição, o Rho “puxa” a 
transcrição do RNA e o molde de DNA se separa, liberando a molécula de RNA 
e terminando a transcrição. 
Há, ainda, sequências de parada de transcrição ao longo do DNA que 
auxiliam o fator Rho alcançar a RNA Polimerase. 
Em terminações independentes do fatorRho, há a dependência de uma 
sequência específica do DNA rica em nucleotídeos C e G. O RNA transcrito 
desta região se dobra para si mesmo e os nucleotídeos complementares C e G 
se ligam, formando uma espécie de “grampo de cabelo” estável que prende a 
RNA Polimerase e, consequentemente, finalize a transcrição. 
Já em eucariontes, a RNA polimerase II continua transcrevendo após o 
transcrito ser liberado, e a terminação tem início quando um “sinal de 
poliadenilação” aparece no transcrito de RNA. Essa é uma sequência de 
nucleotídeos que marca o fim da transcrição, e o sinal é reconhecido por uma 
enzima que cliva o transcrito de Pré-mRNA. 
Por conseguinte, há a ligação da Rat1 à ponta 5’ a qual degrada a 
molécula de RNA até atingir a RNA Polimerase. 
 
4.5. Processamento do RNA: 
 No RNA recém-sintetizado há a presença de porções estruturais 
específicas, tais como: o “CAP do mRNA”, os éxons, íntrons e a cauda poli A. 
 O CAP do RNA é uma modificação que ocorre na extremidade 5’, que 
confere à molécula uma maior estabilidade, pois a protege da ação de 
fosfatases e nucleases. 
 Éxons ou “expressed regions” são segmentos de DNA de um gene 
eucariótico que codificam aminoácidos. Já os íntrons ou “intrangenic regions” 
são sequências do DNA que não codificam qualquer aminoácido. 
Cauda poli A, é uma cauda de poliadenilato presente na extremidade 3’, 
a qual possui cerca de 200 adeninas, que se enrolam ao redor de várias cópias 
de uma proteína ligadora e possuem a função de atuar como acentuadora no 
processo de tradução, além de proteger o mRNA da digestão pelas nucleases 
presentes no meio e, assim como o CAP, garantir maior estabilidade à 
molécula. 
Diante do exposto, após o processo de transcrição, há a formação do 
Pré-RNAm, que possui todas as estruturas citadas acima, essa molécula 
passará por um processo de recomposição onde os íntrons serão removidos e 
o produto desse processo será o RNA mensageiro que estruturalmente 
apresentará apenas o cap na ponta 5’, os éxons ao longo de sua cadeia e em 
sua extremidade 3’, há a presença da cauda poli A. 
Ressaltando que a remoção dos íntrons é efetuada por um complexo de 
ribonucleoproteínas nucleares (snRNPs), também conhecidas como snurps, e 
o complexo de snurps (4 snurps) dá-se o nome de spliceossomo, 
consequentemente denominando o processo de remoção dos íntrons como 
“splicing” 
Após o processamento do RNA pré-mensageiro há como produto final o 
RNA mensageiro maduro e funcional. 
 
5. Conclusão 
 Neste trabalho, foi possível observar a importância do processo de 
transcrição do RNA na síntese de proteínas, a partir desse processo as 
mensagens contidas nos cístrons, podem ser convertidas em RNA mensageiro, 
que por sua vez, serve de molde para a produção dos aminoácidos codificados 
que futuramente sintetizarão proteínas necessárias para a célula. 
 As proteínas são macromoléculas que desempenham papéis 
importantes em nosso organismo, seja por sua função construtora, como sua 
função reparadora. 
 Além de suas atuações como enzimas, hormônios e anticorpos, a partir 
destes poucos exemplos, já é possível ter uma ideia do quão importante esses 
compostos são para nós, visto que, além de sua grande participação estrutural, 
há também a atuação do controle metabólico a partir destas moléculas. 
 Neste contexto, sem a transcrição, não há síntese de aminoácidos, 
consequentemente não há formação de proteínas e sem proteínas é 
inviabilizada a vida em seu contexto geral. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
http://www2.bioqmed.ufrj.br/prosdocimi/RNA/transcricao.htm - Acesso em: 26/03/2018 
 
http://www2.bioqmed.ufrj.br/prosdocimi/RNA/rna.htm - Acesso em: 26/03/2018. 
 
http://www2.bioqmed.ufrj.br/prosdocimi/RNA/processamento.htm - Acesso em: 26/03/2018. 
 
http://www2.bioqmed.ufrj.br/prosdocimi/RNA/splicing.htm - Acesso em: 26/03/2018. 
 
KAMOUN, Pierre. Bioquímica e biologia molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 
2006. 
 
SANTOS, Vanessa Sardinha Dos. "O que é RNA?"; Brasil Escola. Disponível em 
<https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/biologia/o-que-e-rna.htm>. Acesso em 26/03/2018 
 
SANTOS, Vanessa Sardinha dos. "Transcrição"; Brasil Escola. Disponível em 
<https://brasilescola.uol.com.br/biologia/transcricao.htm>. Acesso em: 26/03/2018 
 
TRANSCRIÇÃO E PROCESSAMENTO DO RNA. (2018). São Paulo. Disponível em: 
<https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3005345/mod_resource/content/1/BiologiaMolecular
_texto04%20%288%29final.pdf>. Acesso em: 26/03/2018.