5 Transcrição do DNA

Prévia do material em texto

31/03/2017 
1 
Disciplina: BIOLOGIA MOLECULAR 
 
Profa Paula Bertacini 
5 – TRANSCRIÇÃO do DNA e PROCESSAMENTO do RNA 
Síntese, objetivo e destino final dos principais RNAs 
RNAm 
hidrolisado 
|Síntese Proteica | 
|Ribossomos a serem 
reciclados 
Polipeptídeo recém 
formado 
RNAt 
a ser reciclado 
31/03/2017 
2 
ALGUNS CONCEITOS: 
o Gene: sequência completa necessária para a síntese de um polipeptídeo ou molécula 
de RNA funcional. 
 
 
 
 
 
 
Sequências Reguladoras de 
Início: 
Relacionadas à iniciação da 
transcrição; a elas ligam-se 
proteínas e fatores de 
transcrição. Incluem regiões 
promotoras e operadores. 
Sequências reguladoras de 
Término: 
Sequências que indicam o final 
do gene e que sinalizam o 
desligamento da RNA 
polimerase. 
Região codificadora: 
Segmento de DNA que codifica a 
sequência no RNA imaturo ou 
transcrito primário que é 
composta por introns e exons. 
A partir do reconhecimento das sequências promotoras do gene, inicia-se a 
transcrição. 
CARACTERÍSTICAS GERAIS da TRANSCRIÇÃO 
Após a síntese, a cadeia de RNA é desligada e o DNA 
volta à forma de dupla hélice. 
o A síntese de RNA ocorre pela ação da enzima RNA polimerase; 
o O sentido da síntese de RNA é 5’- 3’; assim, o molde de DNA é a fita 3’-5’; 
o RNA polimerases não necessitam de primer para iniciar a transcrição; 
o DNA e RNA ficam temporariamente ligados (FD) e formam o híbrido de DNA/RNA 
 
31/03/2017 
3 
Fitas Senso e Anti-senso 
DNA - fita senso; 5’-3’ 
DNA - fita molde para RNA ou anti-senso; 3’-5’ 
RNA - 5’-3’ 
 
RNA POLIMERASE 
FUNÇÕES da RNA POLIMERASE: 
o Reconhecem e se ligam às 
sequências promotoras dos genes 
no DNA; 
o Quebram as pontes de Hidrogênio 
expondo a sequência de 
nucleotídeos a ser transcrita; 
o Mantêm as fitas separadas na 
região de síntese de RNA; 
o Mantêm estável o híbrido 
DNA:RNA. 
RNA polimerase - EUCARIOTOS 
31/03/2017 
4 
FUNÇÕES: 
 
→Auxiliam na separação das fitas de DNA para permitir o início da transcrição; 
 
→→ Determinam o posicionamento correto da RNA-polimerase no promotor; 
 
→→→ Liberam a RNA-polimerase do promotor quando a transcrição se inicia. 
 
FATORES de TRANSCRIÇÃO 
Região codificadora 
TFIID: liga-se a região TATA, 
possibilitando a ligação de 
TFIIB. 
Isso é seguido pela ligação 
de TFIIF e RNA-polimerase. 
TFIIE, TFIIH e TFIIJ então se 
juntam ao complexo. 
TFIIH: muda a conformação 
da RNA-polimerase que é 
liberada do complexo 
promotor e inicia a 
transcrição. 
• Após a ligação das proteínas reguladoras às sequências reguladoras e aos ativadores 
ocorre a ligação dos FT a essas proteínas e formação do looping; 
• Na sequência, são ligados FT (amarelo) e a RNA pol na região promotora. 
A ligação dos fatores de transcrição ocorre de maneira ordenada e sequencial: 
LIGAÇÃO dos FATORES de TRANSCRIÇÃO 
às SEQUÊNCIAS REGULADORAS 
31/03/2017 
5 
FASES da TRANSCRIÇÃO 
FASE de INICIAÇÃO: 
 
• Ligação dos Fatores de Transcrição nas 
regiões promotoras do DNA; 
• RNA pol se liga ao PROMOTOR no DNA 
fita dupla; 
 
• Abertura da dupla fita pela RNA pol e 
formação da BOLHA DE TRANSCRIÇÃO; 
 
 
• Adição dos dois primeiros nucleotídeos 
de RNA (rNTPs ou ribonucleotídeos 
trifosfatados). 
FASES da TRANSCRIÇÃO 
31/03/2017 
6 
FASE de ELONGAÇÃO: 
 
• RNA pol avança sobre o DNA molde (3’-5’), 
abrindo a fita dupla e adicionando 
nucleotídeos de RNA (rNTPs) à fita de RNA 
nascente. 
 
FASE de TÉRMINO: 
 
• Transcrição do códon de STOP ou parada 
(UAA, UAG, ou UGA); 
• RNA pol paralisa a transcrição mas 
permanece ligada à fita dupla do DNA. 
• Formação do grampo de terminação 
• Ligação ao fator Rho (a seguir) 
• No esquema, no fim da transcrição o DNA 
retorma a forma de fita dupla, a RNA pol fica 
livre e pode voltar a transcrever genes e há 
liberação do RNA transcrito. 
FASES da TRANSCRIÇÃO 
BOLHA de TRANSCRIÇÃO 
31/03/2017 
7 
Detalhes da fase de terminação: 
FASES da TRANSCRIÇÃO 
• Após ser transcrito um dos códons de término, a RNA pol encontra a 
área de terminação e se separa do DNA e o processo de transcrição 
termina. 
 
• Dois mecanismos diferentes responsáveis pela terminação: 
 
• GRAMPO de TERMINAÇÃO 
• FATOR Rho 
1 - GRAMPO DE TERMINAÇÃO: 
 
TERMINAÇÃO: 
FASES da TRANSCRIÇÃO 
o A transcrição destas zonas invertidas ricas em CG 
leva ao pareamento das bases complementares e 
à formação de uma estrutura secundária - um 
gancho de terminação, que desestabiliza a ligação 
da RNA polimerase ao DNA. 
31/03/2017 
8 
2 - FATOR Rho (ou fator ρ): 
FASES da TRANSCRIÇÃO 
TERMINAÇÃO: 
Códon de término interrompe a 
transcrição: RNApol paralisa mas fica 
ligada à fita dupla de DNA. 
Fator Rho alcança a RNApol e se liga a 
ela. 
RNApol, DNA e fator Rho se dissociam; 
o híbrido RNA:DNA se desfaz. 
 
FIM da TRANSCRIÇÃO. 
PROCESSAMENTO DO RNAm 
31/03/2017 
9 
PROCESSAMENTO DO RNAm 
o Adição de uma guanosina modificada no terminal 5’P (Cap 5‘P) 
o Formação da cauda Poli A no terminal 3’OH 
o Splicing ou Corte e remoção dos introns (Splice : unir, juntar, ligar) 
o Capping – Cap 5' 
o Presença de uma Guanina modifica por 
adição de grupo metil (CH3); 
 
o Ocorre apenas no primeiro nucleotídeo 5’; 
o Sinaliza a extremidade 5’ da molécula de 
RNA eucarioto; 
o Ocorre no início da Transcrição. 
 
o Funções do Cap 5': 
o Proteger o RNA da degradação 
enzimática; 
o Auxiliar o transporte do RNA do núcleo 
para o citoplasma; 
o Ligação a um fator proteico 
relacionado ao início da Tradução; 
PROCESSAMENTO DO RNAm - Adição de Cap 5' 
 
31/03/2017 
10 
PROCESSAMENTO DO RNAm - 
SPLICING 
o Splicing 
o Retirada de introns, fusão de 
exons 
 
 
 
o Funções do Splicing 
o Remover áreas não 
codificadores (introns); 
o Tornar o RNA de eucariotos 
funcional. 
Exemplo 1: Splicing do gene da ovalbumina 
PROCESSAMENTO DO RNAm - SPLICING 
Cauda Poli (A) 
DNA 
Transcrição 
INTRONS são removidos e os 
EXONS são ligados 
RNAm 
transcrito 
primário 
RNAm 
maduro 
CAP 5’ 
EXONS INTRONS 
31/03/2017 
11 
PROCESSAMENTO DO RNAm - SPLICING ALTERNATIVO 
Ocorre a produção de proteínas ligeiramente diferentes (isoformas proteicas) 
Exemplo: Splicing alternativo do gene da fibronectina 
O gene da Fibronectina possui muitos exons; o processamento deste gene varia 
conforme o tipo celular: 
PROCESSAMENTO DO RNAm - SPLICING ALTERNATIVO 
o Nos FIBROBLASTOS, a fibronectina é formada com a transcrição dos exons EIIB e 
EIIIA; 
o Os exons EIIIB e EIIIA codificam proteínas que permitem sua ligação à superfície 
dos fibroblastos. 
o Nos hepatócitos, O RNAm maduro da fibronectina não inclui estes exons. 
OBS: Na figura os introns são representados pelas linhas pretas (não estão em escala) 
31/03/2017 
12 
PROCESSAMENTO DO RNAm – Adição da cauda Poli A 
o Funções do Cauda Poli A: 
o Estabilizar a molécula de RNA 
o Facilitar transporte e tradução 
 
o Adição da cauda Poli A: 
o Quando ocorre a transcrição da 
sequência AAUAA (sinal Poli A)... 
o Enzima Poli (A) polimerase se liga e 
adiciona cerca de 100-250 
nucleotídeos de Adenina (A); 
o A adição da cauda Poli-A corre após a 
TERMINAÇÃO. 
Vídeos Transcrição: 
https://www.youtube.com/watch?v=uHv1KG_heJU 
https://www.youtube.com/watch?v=jwKtoJF6fGg 
 
Livros: 
Biologia Celular e Molecular (Lodissh) 
Fundamentos de Biologia Molecular (Zaha) 
 Biologia Molecular da Célula (Alberts);