SÍNTESE DE RNA – TRANSCRIÇÃO

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SÍNTESE DE RNA – TRANSCRIÇÃO 
 
Introdução e conceitos: 
 
Transcrição é o processo pelo qual uma molécula de RNA é sintetizada a partir de um 
molde de DNA. Através da transcrição, são sintetizados todos os tipos de RNAs da 
célula, ou seja, o RNA mensageiro (mRNA), o RNA ribossômico (rRNA), o RNA 
transportador (tRNA) e outros RNAs menores. Todos os RNAs estão envolvidos 
ativamente na síntese protéica. 
 
O mRNA será usado para transferir a informação genética do DNA às proteínas, mas os 
demais RNAs sintetizados têm, por si, funções finais na célula, tanto estruturais como 
catalíticas. É principalmente durante a transcrição que a célula exerce o controle da 
expressão gênica. O processo de transcrição é regulado por proteínas. Na maioria dos 
casos, o principal ponto de regulação da atividade de um gene é a decisão de iniciar ou 
não a sua transcrição. Dependendo da necessidade da célula, o mesmo gene pode ser 
transcrito incontáveis vezes até que a demanda seja suprida. Além da característica 
temporal da transcrição, este é um processo extremamente seletivo. 
 
Mecanismos de transcrição: 
 
A transcrição ocorre a partir da informação contida na seqüência de nucleotídeos de 
uma molécula de DNA fita dupla, sendo sempre no sentido 5' → 3'. Apenas uma das 
fitas do DNA, chamada de fita molde, é utilizada durante a síntese, que segue as 
mesmas regras de complementaridade e antiparalelismo, exceto pelo pareamento de 
uracil (U), ao invés de timina (T), com adenina (A). O RNA recém sintetizado (5' →3') é, 
portanto, complementar à fita de DNA que serviu de molde (3' → 5'), essa fita é 
chamada de fita molde ou anti-senso. A outra fita de DNA (5' →3') que tem a 
seqüência idêntica ao do RNA transcrito, exceto por T (timina) no lugar do U (uracila) é 
chamada de fita codificadora ou senso. 
 
Por convenção, entretanto, a seqüência de nucleotídeos de um gene é sempre 
representada na orientação 5' → 3'. Em 1960 foi descoberta uma enzima capaz de, na 
presença de DNA fita dupla e dos ribonucleotídeos trifosfatados (ATP, CTP, GTP e UTP), 
sintetizar RNA. Essa enzima foi denominada RNA-polimerase (RNAP). A reação 
catalisada pelas RNAPs é mecanisticamente idêntica à reação catalisada pelas DNA 
polimerases. 
 
As RNAPs desempenham todas as atividades necessárias para a transcrição: 
 
1) reconhecem e ligam-se a seqüências específicas de DNA; 
2) desnaturam o DNA, expondo a seqüência de nucleotídeos a ser copiada; 
3) mantêm as fitas de DNA separadas na região de síntese; 
4) mantêm estável o duplex DNA:RNA na região de síntese; 
5) restauram o DNA na região imediatamente posterior à da síntese; e 
6) sozinhas ou com auxílio de proteínas específicas, terminam a síntese do RNA. 
Existem, pelo menos, cinco RNAPs diferentes que estão envolvidas na síntese de RNAs 
específicos: RNAP I, RNAP II, RNAP III, RNAP mitocondrial (mtRNAP), e RNAP de 
cloroplastos. 
Embora consigam sintetizar RNA a partir de nucleotídeos livres, as RNA polimerases 
sempre precisam de proteínas acessórias, chamadas de fatores de transcrição, que 
auxiliem o início da transcrição. São estes fatores que identificam ao longo de um gene 
as seqüências específicas no DNA que indicam o local de início da transcrição, ou seja, 
a partir de qual base o gene deve ser copiado em RNA. O primeiro par de bases do 
segmento de DNA que será transcrito é chamado de sítio de início e recebe o valor +1. 
Seqüências anteriores ao sítio de início são chamadas upstream (montante) sendo que 
as bases progridem negativamente (-1, -2, -3...) a partir do +1 para trás. Seqüências 
localizadas após o sítio de início são chamadas dowstream (jusante), e progridem 
positivamente (+2, +3, +4...). As seqüências reguladoras da transcrição podem ser 
divididas em dois tipos: promotores e elementos reforçadores (enhancers). 
 
Os promotores para transcrição no DNA(em E. coli região –10 (TATA box) e região– 
35) são inicialmente reconhecidos por fatores de transcrição que, ligados ao DNA, 
interagem com outros fatores, formando um complexo ao qual as RNAPs se associam. 
Os promotores são, em geral, seqüências de 100 a 200 pb (pares de bases). Eles 
sempre estão próximos ao sítio de início da transcrição e possuem seqüências 
consenso, comuns a todos os promotores, que são reconhecidas pelos fatores de 
transcrição. 
 
O processo de transcrição pode ser dividido em 3 partes: iniciação, alongamento e 
terminação. 
 
Iniciação: 
 
O primeiro passo da transcrição requer regiões reguladoras e a RNA polimerase 
de E.coli, uma holoenzima composta pelas subunidades (a2bb’s). O cerne ou núcleo da 
enzima é composto pelas subunidades (a2bb’) e o fator sígma da enzima (s). A RNA 
polimerase desempenha múltiplas funções, e participa dos processos de início, 
alongamento e término da transcrição. 
A transcrição se inicia nos promotores do DNA molde. Em E. coli eles são conhecidos 
como seqüência –10 e – 35, por são centradas a cerca de 10 a 35 nucleotídeo a 
montante do ponto de início (+1). 
O fator s reconhece a região promotora e o restante da holoenzima (cerne ou núcleo) 
é responsável pela transcrição. A RNAP contendo o fator sígma pode detectar o 
promotor no DNA sem desenrolá-lo. Os promotores sinalizam o local onde a síntese do 
RNA deve ser iniciada. O reconhecimento do promotor passa por duas etaps: formação 
do complexo e iniciação abortiva. 
O complexo é inicialmente fechado (DNA dupla fita) e depois aberto, formando a bolha 
de transcrição). A abertura da fita é exatamente na região –10, pois é rica em AT ( AT é 
mais fácil de ser rompida, por ter 2 pontes de hidrogênio). O próximo passo é a 
incorporação dos dois primeiros ribonucleotídeos e a formação da ponte 
fosfodiésteres. Sem que a enzima se desloque do DNA são sintetizados nove 
nucleotídeos e logo é novamente reiniciado a síntese novamente, caracterizando a 
fase abortiva do processo. 
Com o desligamento do fator sígma do complexo termina a fase abortiva permitindo 
que a RNAP comece a se deslocar pela fita de DNA para sintetizar a fita de RNA. Esta 
fase é chamada de alongamento. 
 
Alongamento: 
É o aumento da cadeia de RNA para o qual outros fatores acessórios são necessários. 
Os fatores utilizados no complexo de iniciação da transcrição são liberados e a RNAP 
(a2bb’), deslize sobre o molde de DNA, abrindo o DNA à sua frente (“bolha de 
transcrição”) e fechando atrás de si, após ter usado a fita de DNA como molde para a 
transcrição. A RNAP tem função de helicase, por isto que ela abre a fita de DNA. 
Um duplex híbrido DNA-RNA forma-se dentro da bolha à medida que o RNA é 
sintetizado. Os erros na seqüência da cadeia produzidos nesta etapa são 
cuidadosamente corrigidos pela RNA polimerase (função de correção de erro). 
 
Terminação: 
Muito pouco se conhece sobre o término da transcrição, mas em E. coli há 2 tipos de 
término do da transcrição: terminação independente de rho (r) ou a dependente de 
rho (r). 
 
Na terminação independente de rho (r), que ocorre em 90% dos casos, sabe-se que a 
RNAP terminam a síntese em regiões consenso. Neste tipo de terminação, existe uma 
seqüência invertida repetida seguida por uma seqüência de adeninas (A) na fita molde. 
A região assimétrica permite ao RNA nascente formar uma estrutura de alça (grampo 
de terminação) que ocasiona uma longa pausa no alongamento da cadeia, nesta 
região há uma desestabilização no híbrido DNA-RNA. O desligamento do RNA do 
sistema provoca uma ruptura do complexo de transcrição e as fitas de DNA são 
renaturadas novamente. 
 
Terminação dependente de rho (r). 
Esta proteína na presença de ATP se liga ao RNA nascente simples fita, percorrendo a 
fita de RNA até encontrar o ponto de término, desestabilizando o híbrido DNA:RNA, 
separando o RNA e terminando assim a transcrição. 
OBS: Nos procariotos a transcrição e a tradução são acopladas. Imediatamente após a 
liberação das primeiras regiões do RNAsintetizado na bolha de transcrição, os 
ribossomos se ligam a ele e iniciam a síntese de proteínas. 
Referências: 
 
- ZAHA, A., FERREIRA, H. B. e, PASSAGLIA L. M. P. Biologia Molecular Básica. 3.ed Ed. 
Mercado Aberto, Porto Alegre, 2003. 
 
- STRYER ,L. Bioquímica. Editora: GUANABARA