AULA 4&5 13%2F09%2F2016

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Aula	
  3:	
  
Transcrição	
  do	
  DNA	
  
Curso BQM101 
Bioquímica - Farmácia 
Adriana S. Hemerly-IBqM - UFRJ 
hemerly@bioqmed.ufrj.br 
 
Letícia Perdigão 
lele2405@hotmail.com 
 
Dogma Central da Biologia Molecular 
- DNA: possui a informação, é “estático” 
- Fluxo da informação = Expressão da informação 
Diferenças entre DNA e RNA 
DNA deoxiribose, RNA ribose 
DNA Timidina, RNA uracila 
DNA fita dupla, RNA fita simples 
Polimerases tem atividade 5’- 3’ 
Transcrição: fita codante x fita molde 
mRNA é complementar à fita molde, e “igual à fita codante” 
5’ 3’ 
3’ 5’ 
5’ 
3’ 
Fita codante 
Fita molde 
Especificidade	
  da	
  seleção	
  de	
  bases	
  complementares:	
  
Antes:	
  checa	
  se	
  a	
  base	
  a	
  ser	
  adicionada	
  é	
  complementar,	
  a>vidade	
  de	
  síntese	
  5’-­‐	
  3’	
  
Depois:	
  Remove	
  base	
  adicionada	
  que	
  não	
  seja	
  complementar,	
  a>vidade	
  exonucleásica	
  3’	
  –5’	
  	
  	
  
Diferentes	
  Enzimas:	
  diferentes	
  a0vidades	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Em	
  E.coli:	
  
DNA	
  POL	
  I,	
  	
  	
  elongação	
  5’	
  –	
  3’,	
  exonuclease	
  3’	
  –	
  5’,	
  exonuclease	
  5’-­‐	
  3’	
  síntese/reparo	
  
DNA	
  POL	
  II,	
  	
  elongação	
  5’	
  –	
  3’,	
  exonuclease	
  3’	
  –	
  5’	
  reparo	
  
DNA	
  POL	
  III,	
  elongação	
  5’	
  –	
  3’,	
  exonuclease	
  3’	
  –	
  5’	
  síntese:	
  replicação	
  
	
  Em	
  E.	
  coli:	
  1	
  erro/109	
  a	
  1010	
  	
  nucleoSdeos,	
  esperado	
  1	
  erro/104	
  	
  a	
  105	
  	
  
Polimerases	
  virais	
  frequentemente	
  não	
  possuem	
  a>vidade	
  de	
  exonuclease	
  (editoração	
  ou	
  
“proofreading”)	
  
Mecanismo de replicação de DNA (relembrando...) 
Transcrição envolve o desenovelamento de pequenas regiões do DNA 
RNA	
  polimerases	
  não	
  possuem	
  
a>vidade	
  de	
  exonuclease	
  (editoração	
  
ou	
  “proofreading”).	
  
Muitos RNAs de um 
mesmo gene são 
transcritos 
O início da transcrição é definido pela 
posição do TATA box no promotor 
Estrutura do RNA mensageiro: procariotos 
Promotor 
...-3,-2,-1 +1, +2, +3... 
Estrutura do RNA mensageiro: eucariotos 
hn RNA 
(primeiro transcrito) 
mRNA 
(após o processamento) 
TATA 
 box 
Promotor 
...-3,-2,-1 +1, +2, +3... 
mRNA sofre modificações pós transcricionais: estabilidade 
CAP cauda poliA 
Splicing Alternativo ou Diferencial gera proteínas diferentes a 
partir do mesmo gene 
Proteínas geradas por splicing alternativo tem funções variadas 
	
  
Replicação	
  	
  
• Polaridade	
  5’	
  -­‐	
  3’	
  de	
  síntese;	
  
• Requer	
  “primer”	
  (iniciador);	
  
• Necessidade	
  de	
  um	
  molde;	
  
• Síntese	
  por	
  uma	
  DNA	
  polimerase	
  (ligação	
  
fosfodiéster)	
  
• A>vidade	
  exonucleásica	
  3’	
  –	
  5’	
  (editoração)	
  
• Síntese	
  de	
  toda	
  a	
  informação	
  na	
  célula.	
  	
  
•  É	
  sinte>sado	
  apenas	
  UMA	
  vez	
  por	
  ciclo	
  
celular	
  
	
  
Transcrição	
  	
  
• Polaridade	
  5’	
  -­‐	
  3’	
  de	
  síntese;	
  
• Não	
  requer	
  “primer”	
  (iniciador);	
  
• Necessidade	
  de	
  um	
  molde;	
  
• Síntese	
  por	
  uma	
  RNA	
  polimerase	
  
• Não	
  tem	
  a>vidade	
  exonucleásica	
  3’	
  –	
  
5’	
  (editoração)	
  
• Apenas	
  um	
  segmento	
  de	
  DNA	
  é	
  Transcrito;	
  
• Pode	
  ocorrer	
  várias	
  vezes	
  num	
  ciclo	
  celular	
  
Replicação X Transcrição 
Aula	
  4:	
  
Controle	
  da	
  expressão	
  
gênica	
  
Curso BQM101 
Bioquímica - Farmácia 
Adriana S. Hemerly-IBqM - UFRJ 
hemerly@bioqmed.ufrj.br 
 
Letícia Perdigão 
lele2405@hotmail.com 
 
O	
  “SEGREDO	
  DO	
  GENOMA”	
  
QUAIS	
  GENES	
  SÃO	
  EXPRESSOS?	
  
	
  
QUANDO	
  SÃO	
  EXPRESSOS?	
  
CONTROLE	
  DA	
  EXPRESSÃO	
  GÊNICA	
  
Controle da expressão gênica pode ser exercido em diferentes etapas 
6	
  
miRNAs	
  
Genes	
  podem	
  ser	
  cons>tu>vos	
  ou	
  podem	
  ser	
  regulados	
  
Genes	
  cons>tu>vos	
  estão	
  sendo	
  transcritos	
  o	
  tempo	
  todo	
  
Genes	
  regulados	
  são	
  ligados	
  e	
  desligados:	
  
-­‐	
  durante	
  o	
  desenvolvimento	
  (espacial	
  e/ou	
  temporal)	
  
-­‐	
  em	
  resposta	
  a	
  esSmulos	
  externos	
  	
  
	
  
Estrutura	
  do	
  gene	
  em	
  eucariotos	
  
Eucariotos: RNA Pol II precisa de fatores auxiliares 
(fatores de transcrição) para se ligar ao DNA e iniciar 
a transcrição 
Expressão gênica basal 
Fatores de 
transcrição 
basais 
RNA Pol II precisa de fatores de transcrição que regulam sua atividade 
RNA Pol II precisa de fatores de transcrição que regulam sua atividade 
To enhance – aumentar, melhorar, realçar 
Enhancer - indutor 
Expressão 
basal 
N
ív
el
 d
e 
ex
pr
es
sã
o 
Idade, localização, estresse... 
Indução 
Repressão 
Regulação da expressão gênica: transcrição 
A expressão gênica diferencial é responsável pela morfologia das 
diferentes células 
O	
  	
  ambiente	
  pode	
  provocar	
  mudanças	
  epigené>cas	
  no	
  organismo	
  
Epigené8ca	
  é	
  o	
  estudo	
  de	
  mudanças	
  de	
  expressão	
  ou	
  
fenó>po	
  celular	
  causadas	
  	
  por	
  mecanismos	
  que	
  não	
  
envolvam	
  mudanças	
  	
  no	
  material	
  gené>co.	
  	
  
Algumas	
  destas	
  mudanças	
  são	
  herdáveis.	
  	
  	
  
DNA 
helix 
Eucromatina 
(aberta) 
Heterocromatina 
(fechada) 
Epigenética: Genética: 
Códon 
 Transcrição 
 
Modificações na cromatina 
H2A 
H2B 
H3 
H4 
Propriedades do material genético em eucariotos 
Remodelamento da cromatina 
Transcrição envolve o desenovelamento de pequenas regiões do DNA 
RNA	
  polimerases	
  não	
  possuem	
  
a>vidade	
  de	
  exonuclease	
  (editoração	
  
ou	
  “proofreading”).	
  
Muitos RNAs de um 
mesmo gene são 
transcritos 
O início da transcrição é definido pela 
posição do TATA box no promotor 
• Na	
  prá8ca,	
  epigené>ca	
  descreve	
  fenômenos	
  nos	
  
quais	
  células	
  ou	
  organismos	
  gene>camente	
  
idên>cos	
  expressam	
  seus	
  genomas	
  
diferentemente,	
  causando	
  diferencas	
  fenoSpicas.	
  
Células ou 
indivíduos 
geneticamente 
idênticos 
Diferentes modificações 
epigenéticas levam a diferentes 
padrões de expressão gênica 
Diferentes 
fenótipos