Estrutura do gene e transcrição

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Profa. Dra Daniele Castilho
Processos 
Biológicos Aula 18
Estrutura do
gene e mecanismos 
de transcrição
C G A T U C G A T U
Estrutura do gene e transcrição
Como ocorre o fluxo da informação genética?!
Dogma central da 
biologia molecular
Estrutura do gene e transcrição
A TRANSCRIÇÃO e a TRADUÇÃO são as maneiras pelas quais as 
células leem, ou expressam, as instruções genéticas em seus genes
Estrutura do gene e transcrição
O primeiro passo executado pela 
célula para ler a informação contida no 
DNA é copiar a sequência de 
nucleotídeos correspondente a um 
determinado gene sob a forma de uma 
sequência de nucleotídeos de RNA
TRANSCRIÇÃO
DNA RNA 
Estrutura do gene e transcrição
DNA vs. RNA
Estrutura do gene e transcrição
DNA vs. RNA
RNA é fita simples e 
pode dobrar-se de 
diversas formas 
tridimensionais 
Estrutura do gene e transcrição
Todo RNA de uma célula é produzido 
por TRANSCRIÇÃO do DNA
A síntese de RNA ocorre dentro do 
núcleo
Estrutura do gene e transcrição
O processo de transcrição começa com a
abertura e desenrolamento de um trecho
de DNA para expor as bases de ambas as
fitas do DNA. Uma das fitas da dupla hélice
funciona como molde para síntese de uma
molécula de RNA.
O RNA produzido pela transcrição – o
transcrito – possui uma sequência
exatamente complementar à fita molde de
DNA.
Imediatamente após a síntese a cadeia de
RNA é deslocada e a dupla fita de DNA se
reassocia.
O RNA será posteriormente processado
Estrutura do gene e transcrição
As enzimas que realizam a
transcrição são chamadas de RNA
polimerase, as quais catalisam as
ligações fosfodiéster que ligam os
nucleotídeos entre si para formar
uma cadeia linear de RNA. A RNA
polimerase move-se ao longo do
DNA desespiralizando a dupla
hélice e promovendo a síntese de
uma nova fita simples de RNA no
sentido 5’-3’. Os substratos para a
síntese de uma nova fita de RNA
são os nucleotídeos (A, C, U, G)
Estrutura do gene e transcrição
Estrutura do gene e transcrição
O transcrito de RNA é 
quase idêntico à fita de 
DNA não-molde. Contudo, 
as fitas de RNA têm a 
uracila (U) em vez de timina 
(T), assim como uma ribose
Estrutura do gene e transcrição
CODIFICANTES
RNA mensageiro (mRNA): 
transcrito de DNA com informação 
que dará origem a uma proteína 
NÃO CODIFICANTES
Não codificam para uma proteína, 
mas são importantes no processo 
de transcrição
RNA transportador (tRNA) 
RNA ribossomal (rRNA)
Estrutura do gene e transcrição
PROMOTOR é uma 
sequência especial de 
nucleotídeos que indica o 
ponto inicial para a síntese 
de RNA. Cada gene tem 
seu próprio promotor
A RNA polimerase deve 
reconhecer onde 
começa e onde termina 
o processo de 
transcrição
As sequências posicionam a polimerase no ponto 
certo para iniciar a transcrição
Estrutura do gene e transcrição
A RNA polimerase deve 
reconhecer onde começa 
e onde termina o 
processo de transcrição
TERMINADOR é uma 
sequência que indica 
para a enzima ponto final 
da síntese de RNA
Estrutura do gene e transcrição
Em eucariotos a síntese de uma molécula de 
RNA é muito mais elaborada!!!
Em eucariotos temos 3 tipos de RNA polimerase denominadas RNA polimerase I, 
RNA polimerase II e RNA polimerase II. A RNA polimerase I e III transcrevem genes 
que codificam RNAt, RNAr e smallRNA e a RNA polimerase II transcreve a grande 
maioria de genes que viram proteínas
Para iniciar a transcrição a RNA polimerase II 
necessita da ajuda de uma ampla gama de 
proteínas chamadas de fatores de transcrição
A iniciação da transcrição eucariótica precisa lidar com o DNA 
empacotado em nucleossomos!
Estrutura do gene e transcrição
Os fatores de transcrição ajudam a posicionar a RNA polimerase II 
corretamente no promotor e auxiliam na separação das fitas
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Gene - procarioto
Estrutura do gene e transcrição
Gene - eucarioto
Estrutura do gene e transcrição
O RNA em eucariotos precisa ser processado. 
Quais são as etapas de processamento do RNA?
PROCESSAMENTO PÓS-TRANSCRICIONAL
CAPEAMENTO: A cap é uma guanina (G) modificada que é adicionada a extremidade 5’
A “capa” sinaliza a 
extremidade 5’ do RNA 
mensageiro em 
eucariotos. Reação de 
capeamento é realizada 
por 3 enzimas diferentes 
que estão ligadas a RNA 
polimerase II
Estrutura do gene e transcrição
O RNA em eucariotos precisa ser processado. 
Quais são as etapas de processamento do RNA?
PROCESSAMENTO PÓS-TRANSCRICIONAL
POLIADENILAÇÃO: uma enzima específica cliva o RNA, descarta a porção final e 
adiciona à extremidade 3' um número variável de adeninas (de 15 a 300). CAUDA POLI-A.
A cauda poli-A auxilia 
e direciona a síntese 
de uma proteína no 
ribossomo
Estrutura do gene e transcrição
O RNA em eucariotos precisa ser processado. 
Quais são as etapas de processamento do RNA?
PROCESSAMENTO PÓS-
TRANSCRICIONAL
Os genes dos eucariotos são 
caracteristicamente interrompidas por 
sequências que não-codificam para 
proteínas chamadas de ÍNTRONS
Todas as sequências de ÉXONS e 
ÍNTRONS são codificadas no RNAm. Os 
íntrons são removidos do RNAm recém-
sintetizado por meio de um processo 
chamado de SPLICING
Estrutura do gene e transcrição
SPLICING
O splicing é realizado por pequenos 
RNAs nucleares (snRNAs) complexados 
com subunidades proteicas formando os 
snRNPs. Os snRNPs formam o 
chamado SPLICEOSSOMO
Estrutura do gene e transcrição
Alguns genes podem sofrer SPLICING ALTERNATIVO, levando à produção 
de diferentes moléculas de RNAm a partir de um mesmo gene
Estrutura do gene e transcrição
Estrutura do gene e transcrição
O transporte do RNAm maduro para o citoplasma é extremamente seletivo, 
sendo fortemente associado ao processamento correto do RNA. Para estar 
‘pronto para a exportação’ um mRNA deve estar ligado a um grupo apropriado 
de proteínas, inclusive aquelas que vão guiar o mRNA através do complexo do 
poro nuclear
Estrutura do gene e transcrição
Estrutura do gene e transcrição
Estrutura do gene e transcrição
ESTUDO DIRIGIDO
1) Indique e descreva as porções funcionais de um gene eucarionte.
2) Descreva quais são as modificações pós-transcricionais sofridas pelo mRNA
eucarionte.
3) Explique porque a afirmação abaixo pode estar incorreta? “um gene codifica uma 
proteína
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ESTUDO DIRIGIDO PLUS
A figura abaixo mostra um mesmo trecho de DNA, só que em cada uma das 
situações os sítios de início e de término da transcrição se encontram em posições 
distintas:
O que significam os termos promotor e finalizador desse esquema e quais seriam as 
funções dessas sequências que estão presentes nas moléculas de DNA? 
Determine quais serão as sequências transcritas das moléculas de RNA 
mensageiros (RNAm) para essas duas sequências. Não se esqueça de marcar as 
suas respectivas extremidades 5' e 3'.
Estrutura do gene e transcrição
A EXPRESSÃO GÊNICA é o processo pelo qual a informação 
codificada na sequência de DNA é traduzida em um produto que 
desencadeia um efeito determinado sobre uma célula ou organismo 
GENE